Fotokeemilised protsessid võrkkestas seisneb selles, et varraste välimistes segmentides paiknev visuaalne lilla (rodopsiin) hävib valguse toimel ja taastatakse pimedas. Viimasel ajal on Rushton (1967) ja Weale (1962) väga laialdaselt uurinud visuaalse lilla rolli silmale mõjuva valguse protsessis.
Nende konstrueeritud seadmed võimaldavad mõõta elava inimsilma võrkkesta valguse mõjul lagunenud rodopsiini kihi paksust. Läbiviidud uuringute tulemused võimaldasid autoritel järeldada, et otsest seost valgustundlikkuse muutuse ja lagunenud visuaalse lilla koguse vahel ei ole.
See võib viidata võrkkestas toimuvatele keerukamatele protsessidele nähtava kiirguse mõjul või, nagu meile tundub, metoodilise tehnika ebatäiuslikkusele (atropiini kasutamine, kunstpupilli kasutamine jne).
Valguse toimet ei seletata ainult fotokeemilise reaktsiooniga. Üldtunnustatud seisukoht on, et kui valgus tabab võrkkesta, tekivad nägemisnärvis toimevoolud, mida fikseerivad ajukoore kõrgemad keskused.
Kui toimevoolud registreeritakse õigeaegselt, saadakse retinogramm. Nagu elektroretinogrammi analüüs näitab, iseloomustab seda esialgne varjatud periood (aeg valgusvooga kokkupuute hetkest kuni esimeste impulsside ilmumiseni), maksimum (impulsside arvu suurenemine) ja sujuv langus koos esialgse kerge tõusuga (lõpliku efekti varjatud periood).
Nii et stiimuli sama heleduse korral sõltub impulsside sagedus silma esialgse kohanemise olemusest; kui silm on kohanenud valgusega, siis see väheneb ja kui pimedusega, siis suureneb. .
Lisaks reaktsioonile valgusele teeb visuaalne analüsaator teatud visuaalset tööd. Kuid suure tõenäosusega ei ole valguse tajumise protsessis osalevad mehhanismid ja visuaalse töö tegemisel objekti üksikasjad täiesti identsed.
Kui analüsaator reageerib valgusvoo taseme kõikumisele võrkkesta vastuvõtlike väljade pindala suurendamise või vähendamisega, siis tajuobjekti komplikatsioonile - silma optilise süsteemi muutmisega (konvergents, akommodatsioon, papillomootor reaktsioon jne).
Nähtav kiirgus mõjutab visuaalse analüsaatori erinevaid funktsioone: valgustundlikkuse ja kohanemise, kontrastitundlikkuse ja nägemisteravuse, selge nägemise stabiilsuse ja eristamise kiiruse kohta jne.
"Haiguste, füsioloogia ja hügieeni kliinik noorukieas", G.N. Serdyukovskaya
Pupilli lihased, olles saanud D-signaali, lõpetavad reageerimise D-signaalile, millest teatab signaal E. Sellest hetkest alates võtab pupill kõik võimaliku osa objekti kujutise selguse suurendamisest. võrkkesta, samas kui peamine roll selles protsessis kuulub läätsele. Omakorda edastab "võrkkesta stiimuli tugevuse reguleerimise keskus", olles saanud signaali E, teavet teistele keskustele, ...
E. S. Avetisov peab lühinägelikkuse progresseerumist "ülereguleerimise" tagajärjeks, kui nõrgenenud kohanemisvõimega silma "otstarbekas" kohandamise protsess lähitööks muutub selle vastandiks. Eespool öeldust selgub, kui oluline on piisav ratsionaalne valgustus silma tööks. See omandab erilise tähenduse noorukite jaoks, kes ühendavad töö õppimisega. Hetkel aga…
Valguse intensiivsus ja pinna valgustatus on seotud järgmise võrrandiga: I=EH2; E = I/H2; E=I*cos a/H2. kus E on pinna valgustus luksides; H on valgusti paigalduskõrgus valgustatavast pinnast meetrites; I - valguse intensiivsus küünaldes; a on nurk valguse intensiivsuse suuna ja valgusti telje vahel. Heledus (B) - pinnalt peegelduva valguse intensiivsus suunas ...
Kunstlik valgustus Normaliseerimise aluseks on järgmised omadused, mis määravad visuaalse töö pingeastme. Visuaalse töö täpsus, mida iseloomustab vaadeldava detaili väikseim suurus. Mõiste “detail” normides ei tähenda mitte töödeldavat toodet, vaid “objekti”, millega tuleb töö käigus arvestada, näiteks kanganiit, kriimustus toote pinnal vms. . Selle tausta heleduse aste, mille taustal objekti vaadeldakse ....
Valgustuse vähendamine ühe astme võrra on lubatud tööstusruumides, kus viibivad inimesed lühiajaliselt, samuti ruumides, kus on seadmeid, mis ei vaja pidevat hooldust. Kombineeritud valgustuse paigaldamisel tööpinnale peaks üldvalgustite valgustus olema vähemalt 10% kombineeritud valgustusnormidest, kuid teismeliste puhul peaks see ilmselgelt olema vähemalt 300 luksi ....
Luminestsentsi nähtus on tuntud juba ammu - aine neelab teatud sagedusega valgust, ise tekitab hajutatud p (erineva sagedusega kiirgus. Stokes kehtestas veel 19. sajandil reegli, et hajutatud valguse sagedus on väiksem kui neelduva valguse sagedus (ν neeldumine > ν ras); nähtus ilmneb ainult siis, kui langeva valguse sagedus on piisavalt kõrge.
Paljudel juhtudel toimub luminestsents peaaegu ilma inertsita - see ilmneb kohe ja peatub 10 -7 -10 -8 s pärast valgustuse katkemist. Seda luminestsentsi erijuhtumit nimetatakse mõnikord fluorestsents. Kuid paljudel ainetel (fosfor ja teised) on pikk järelhelend, mis kestab (järk-järgult nõrgenedes) minuteid ja isegi tunde. Seda tüüpi luminestsentsi nimetatakse fosforestsents. Kuumutamisel kaotab keha võime fosforestseeruda, kuid säilib luminestsentsvõime.
Korrutades Stokesi reeglit väljendava ebavõrdsuse mõlemad pooled Plancki konstandiga, saame:
Järelikult on aatomis neeldunud footoni energia suurem kui tema poolt kiiratava footoni energia; seega avaldub siingi valguse neeldumisprotsesside footoni iseloom.
Olemasolevaid kõrvalekaldeid Stokesi reeglist käsitleme hiljem (§ 10.6).
Fotokeemia nähtustes - valguse mõjul toimuvates keemilistes reaktsioonides - oli võimalik tuvastada ka reaktsiooni toimumiseks vajaliku madalaima sageduse olemasolu. See on footoni seisukohalt täiesti arusaadav: reaktsiooni toimumiseks peab molekul saama piisavalt lisaenergiat. Sageli varjatakse nähtust lisaefektidega. Seega on teada, et vesiniku H2 ja kloori Cl2 segu eksisteerib pimedas pikka aega. Kuid isegi vähese valguse korral piisavalt kõrge sagedusega valgusega plahvatab segu väga kiiresti.
Põhjus peitub sekundaarsete reaktsioonide ilmnemises. Footoni neeldunud vesiniku molekul võib dissotsieeruda (peamine reaktsioon):
H2 + hν -> H + H.
Kuna aatomi vesinik on palju aktiivsem kui molekulaarne vesinik, järgneb sellele sekundaarne reaktsioon soojuse vabanemisega:
H + Cl 2 \u003d Hcl + Cl.
Seega vabanevad H ja Cl aatomid. Nad interakteeruvad C1 2 ja H 2 molekulidega ning reaktsioon kasvab väga ägedalt, kui seda ergastab väikese arvu footonite neeldumine.
Erinevate fotokeemiliste reaktsioonide hulgas väärivad tähelepanu fotoprotsessi käigus toimuvad reaktsioonid. Kaamera loob tõelise (tavaliselt vähendatud) kujutise fotoemulsioonikihile, mis sisaldab fotokeemilisi reaktsioone võimelist hõbebromiidi. Reageeritud molekulide arv on ligikaudu võrdeline valguse intensiivsusega ja selle toime kestusega (särituse kestusega pildistamisel). See arv on aga suhteliselt väike; tekkiv "varjatud kujutis" allutatakse arendusprotsessile, kui sobivate keemiliste reaktiivide toimel toimub fotokeemilise reaktsiooni käigus tekkinud tsentrites täiendav hõbebromiidi vabanemine. Sellele järgneb pildi fikseerimise (kinnitamise) protsess: reageerimata valgustundlik hõbebromiid kantakse lahusesse ja fotokihile jääb metalliline hõbe, mis määrab saadud negatiivse kujutise üksikute lõikude läbipaistvuse (mida rohkem valgust imendub, seda tumedam on vastav ala). Seejärel valgustades fotopaberit (või -filmi) läbi negatiivi, saadakse paberil (pärast selle ilmutamist ja fikseerimist) pildistatavale objektile vastav valgustusjaotus (muidugi juhul, kui on loodud sobivad tingimused pildistamiseks ja fotomaterjali töötlemiseks). täheldatud). Värvifotograafias sisaldab film kolme kihti, mis on tundlikud kolme erineva spektriosa suhtes.
Need kihid toimivad üksteise jaoks valgusfiltritena ja igaühe valgustuse määrab ainult teatud osa spektrist. Olles palju keerulisem kui must-valge fotoprotsess, ei erine värvifotograafia protsess põhimõtteliselt esimesest ja on tüüpiline footonprotsess.
"Programmiosa metoodiline arendus" - Haridustehnoloogiate ja -meetodite vastavus programmi eesmärkidele ja sisule. Esitatud metoodilise arenduse rakendamise tulemuste sotsiaalpedagoogiline tähendus. Planeeritud õppetulemuste diagnostika. - Kognitiivne - transformeeriv - üldhariduslik - iseorganiseeruv.
„Moodulharidusprogramm“ – Nõuded mooduli arendamiseks. Saksamaa ülikoolides koosneb koolitusmoodul kolme tasemega erialadest. Mooduli struktuur. Teise taseme koolituskursused sisalduvad moodulis muudel alustel. Üksiku komponendi sisu on kooskõlas mooduli teiste komponentide sisuga.
"Haridusprotsessi korraldus koolis" - te ei saa aru. Z-z-z! (heli- ja vaatejuht läbi teksti). Rakendus. Ülemiste hingamisteede ennetavate harjutuste komplekt. JOOKSE SOKKIDEL Eesmärk: kuulmis tähelepanu, koordinatsiooni ja rütmitaju arendamine. Ja-ah-ah! Kehalise kasvatuse ülesanded. Õpetaja töös tervisesäästu komponendi hindamise kriteeriumid.
"Suvepuhkus" - Muusikaline lõõgastus, tervisetee. Suvise tervisekampaania õppeainete regulatiivse raamistiku monitooringu läbiviimine. 2. jagu. Töö personaliga. Tantsu ja praktiliste harjutuste õppe jätkamine. Möödunud etappide tulemuste põhjal soovituste väljatöötamine. Oodatud tulemused. Programmi täitmise etapid.
"Sotsiaalse edu kool" - Uus standardite valem - nõuded: Algharidus. Tr - peamiste haridusprogrammide omandamise tulemusteni. Organisatsiooni sektsioon. Popova E.I. Sissejuhatus GEF NOO-sse. Teema tulemused. Sihtjaotis. 2. Põhiharidusprogramm. 5. Metoodilise nõupidamise materjalid.
"KSE" – süstemaatilise lähenemise põhimõisted. Kaasaegse loodusteaduse (CSE) kontseptsioonid. Teadus kui kriitiline teadmine. - Tervik - osa - süsteem - struktuur - element - hulk - seos - seos - tasand. Mõiste "kontseptsioon". Humanitaarteadused Psühholoogia Sotsioloogia Lingvistika Eetika Esteetika. Füüsika Keemia Bioloogia Geoloogia Geograafia.
Kokku teemas 32 ettekannet
keemia haru, mis uurib keemilisi reaktsioone , tekib valguse mõjul. Optika on tihedalt seotud optikaga (vt optika) ja optilise kiirgusega (vt optiline kiirgus). Esimesed fotokeemilised seaduspärasused kehtestati 19. sajandil. (vt Grotguse seadust, Bunseni – Roscoe seadust (vt Bunseni – Roscoe seadust)) . Iseseisva teadusvaldkonnana kujunes füüsika 20. sajandi esimesel kolmandikul pärast seda, kui Einstein avastas seaduse , Aine molekul, millest on saanud peamine F. Valguskvanti neeldumisel läheb aine molekul põhiolekust ergastatud olekusse, kus ta astub keemilisesse reaktsiooni. Selle primaarse reaktsiooni (tegeliku fotokeemilise reaktsiooni) saadused osalevad sageli mitmesugustes sekundaarsetes reaktsioonides (nn tumedad reaktsioonid), mis viivad lõppsaaduste moodustumiseni. Sellest vaatenurgast võib füüsikat defineerida kui valguskvantide neeldumise tulemusena tekkinud ergastatud molekulide keemiat. Sageli enam-vähem oluline osa ergastatud molekulidest ei astu fotokeemilisse reaktsiooni, vaid naaseb erinevat tüüpi fotofüüsikaliste deaktiveerimisprotsesside tulemusena põhiolekusse. Mõnel juhul võib nende protsessidega kaasneda valguskvant (fluorestsents või fosforestsents). Fotokeemilises reaktsioonis osalevate molekulide ja neeldunud valguskvantide arvu suhet nimetatakse fotokeemilise reaktsiooni kvantsaagiseks. Primaarse reaktsiooni kvantsaagis ei saa olla suurem kui üks; tavaliselt on see väärtus tõhusa deaktiveerimise tõttu palju väiksem kui ühtsus. Tumedate reaktsioonide tulemusena võib kogu kvantsaagis olla palju suurem kui ühtsus.
Kõige tüüpilisem fotokeemiline reaktsioon gaasifaasis on molekulide dissotsiatsioon koos aatomite ja radikaalide moodustumisega. Niisiis, lühilainelise ultraviolettkiirguse (UV) toimel, millega puutub kokku näiteks hapnik, tekivad ergastatud O 2 molekulid * dissotsieeruvad aatomiteks:
O2 + hν O*2 , O*2 →O+O.
Need aatomid astuvad sekundaarsesse reaktsiooni O 2-ga, moodustades osooni: O + O 2 → O 3.
Sellised protsessid toimuvad näiteks atmosfääri ülemistes kihtides päikesekiirguse toimel (vt Osoon atmosfääris).
Kui kloori segu küllastunud süsivesinikega (vt Küllastunud süsivesinikud) (RH, kus R on alküül) on valgustatud, klooritakse viimased. Esmane reaktsioon on kloorimolekuli dissotsiatsioon aatomiteks, millele järgneb kloori süsivesinike moodustumise ahelreaktsioon (vt ahelreaktsioonid):
Cl2+ hν →
Cl + RH → HCl + R
R + Cl 2 → RCl + Cl jne.
Selle ahelreaktsiooni kvantsaagis on palju suurem kui ühtsus.
Kui elavhõbedaauru ja vesiniku segu valgustatakse elavhõbeda lambiga, neelavad valgust ainult elavhõbeda aatomid. Viimased, mis lähevad ergastatud olekusse, põhjustavad vesiniku molekulide dissotsiatsiooni:
Hg* + H 2 → Hg + H + H.
See on näide sensibiliseeritud fotokeemilisest reaktsioonist. Piisavalt kõrge energiaga valguskvanti toimel muutuvad molekulid ioonideks. Seda protsessi, mida nimetatakse fotoionisatsiooniks, on mugav jälgida massispektromeetriga.
Lihtsaim fotokeemiline protsess vedelas faasis on elektronide ülekanne, s.o valguse indutseeritud redoksreaktsioon. Näiteks kui UV-valgus mõjutab Fe 2 +, Cr 2 +, V 2 + ioone jne sisaldavat vesilahust, läheb elektron ergastatud ioonilt veemolekuli, näiteks:
(Fe 2 +) * + H 2 O → Fe 3 + + OH - + H +.
Sekundaarsed reaktsioonid viivad vesiniku molekuli moodustumiseni. Elektronide ülekanne, mis võib toimuda nähtava valguse neeldumisel, on iseloomulik paljudele värvainetele. Elektroni fotoülekanne klorofülli molekuli osalusel on fotosünteesi, keeruka fotobioloogilise protsessi peamine toiming, mis toimub rohelises lehes päikesevalguse mõjul.
Vedelfaasis võivad mitmete sidemete ja aromaatsete tsüklitega orgaaniliste ühendite molekulid osaleda erinevates tumedates reaktsioonides. Lisaks sidemete purustamisele, mis põhjustab radikaalide ja diradikaalide moodustumist (näiteks karbeenid (vt karbeenid)) , ja ka heterolüütilised asendusreaktsioonid, on teada arvukalt fotokeemilisi isomeerimisprotsesse (vt isomerisatsioon) , ümberkorraldused, tsüklite teke jne. On orgaanilisi ühendeid, mis UV-valguse toimel isomeriseeruvad ja omandavad värvuse ning nähtava valgusega valgustades muutuvad taas algupärasteks värvituteks ühenditeks. See nähtus, mida nimetatakse fotokroomiaks, on pöörduvate fotokeemiliste transformatsioonide erijuht.
Fotokeemiliste reaktsioonide mehhanismi uurimise ülesanne on väga raske. Valguskvanti neeldumine ja ergastatud molekuli moodustumine toimuvad umbes 10 - 15 sek. Mitme sideme ja aromaatsete tsüklitega orgaaniliste molekulide puhul, mis pakuvad füüsikale kõige rohkem huvi, on kahte tüüpi ergastatud olekuid, mis erinevad molekuli kogupöörlemise suuruse poolest. Viimane võib olla võrdne nulliga (alusseisundis) või ühega. Neid olekuid nimetatakse vastavalt singlett- ja kolmikolekuteks. Molekul läheb üksikusse ergastatud olekusse vahetult pärast valguskvanti neeldumist. Üleminek singletilt tripleti olekusse toimub fotofüüsikalise protsessi tulemusena. Ergastatud singleti olekus on molekuli eluiga 10–8 sek; kolmiku olekus - 10 -5 -10 -4 sek(vedel kandja) kuni 20 sek(kõvad kandjad, nt tahked polümeerid). Seetõttu astuvad paljud orgaanilised molekulid keemilistesse reaktsioonidesse täpselt kolmikolekus. Samal põhjusel võib molekulide kontsentratsioon selles olekus muutuda nii oluliseks, et molekulid hakkavad valgust neelama, minnes üle tugevasti ergastatud olekusse, kus nad sisenevad nn. kahekvantilised reaktsioonid. Ergastatud A* molekul moodustab sageli kompleksi ergastamata molekuliga A või molekuliga B. Selliseid komplekse, mis eksisteerivad ainult ergastatud olekus, nimetatakse vastavalt eksimeerideks (AA)* või ekstsipleksideks (AB)*. Ekstsiplexid on sageli esmase keemilise reaktsiooni eelkäijad. Fotokeemilise reaktsiooni algproduktid - radikaalid, ioonid, radikaalioonid ja elektronid - sisenevad kiiresti edasistesse tumedatesse reaktsioonidesse aja jooksul, mis tavaliselt ei ületa 10-3 sek.
Üks tõhusamaid meetodeid fotokeemiliste reaktsioonide mehhanismi uurimiseks on impulssfotolüüs. , mille põhiolemus on tekitada ergastatud molekulide kõrge kontsentratsioon, valgustades reaktsioonisegu lühikese, kuid võimsa valgussähvatusega. Sel juhul tekkivad lühiealised osakesed (täpsemalt ergastatud olekud ja ülalnimetatud fotokeemilise reaktsiooni algproduktid) tuvastatakse nende "sondeeriva" kiire neeldumise järgi. See neeldumine ja selle muutumine ajas salvestatakse fotokordisti ja ostsilloskoobi abil. Seda meetodit saab kasutada nii vaheosakese neeldumisspektri (ja seeläbi selle osakese tuvastamiseks) kui ka selle tekke ja kadumise kineetika määramiseks. Sel juhul laserimpulsse kestusega 10 -8 sek ja isegi 10 -11 -10 -12 sek, mis võimaldab uurida fotokeemilise protsessi kõige varasemaid etappe.
F. praktilise kasutamise valdkond on ulatuslik. Arendatakse fotokeemilistel reaktsioonidel põhinevaid keemilise sünteesi meetodeid (vt Fotokeemiline reaktor, Päikese fotosünteesiseade) . Leitud rakendus, eriti teabe salvestamiseks, fotokroomsed ühendid. Fotokeemiliste protsesside abil saadakse mikroelektroonika jaoks reljeefsed kujutised (vt Mikroelektroonika) , trükivormid trükkimiseks (vt ka Fotolitograafia). Praktilise tähtsusega on fotokeemiline (peamiselt küllastunud süsivesinike) kloorimine. Fotograafia kõige olulisem praktilise kasutusvaldkonna valdkond on fotograafia. Lisaks hõbehalogeniidide (peamiselt AgBr) fotokeemilisel lagundamisel põhinevale fotograafiaprotsessile muutuvad üha olulisemaks mitmesugused mittehõbedast pildistamise tehnikad; näiteks diasoühendite fotokeemiline lagunemine (vt diasoühendid) diasotüpiseerimise aluseks (vt. Diasotüpiseerimine).
Lit.: Turro N. D., Molekulaarne fotokeemia, tlk. inglise keelest, M., 1967; Terenin A. N., Värvainete ja nendega seotud orgaaniliste ühendite molekulide fotoonika, L., 1967; Calvert D. D., Pitts D. N., Fotokeemia, tlk. inglise keelest, M., 1968; Bagdasaryan Kh. S., Kahekvantiline fotokeemia, M., 1976.
- - ...
Nanotehnoloogia entsüklopeediline sõnastik
