STEP #17 (II)-I brevetti

Un altro brevetto, antecedente a quello citato nel post 17, è il brevetto americano US5357343A. Hanno lavorato a questo brevetto diversi studiosi: Alan J. Lowne, James R. Sandifer, David S. Uerz, Steven C. Switalski, Hsue-Yang Liu,  fino alla pubblicazione nel 1994, per conto dell'assegnatario Eastman Kodak Co.

Queste applicazioni richiedono spettrofotometri semplici, economici e di facile manutenzione, che possono essere acquistati in grandi quantità e possono essere utilizzati in ambienti complicati. Inoltre, i requisiti di precisione come la stabilità fotometrica, la risoluzione della lunghezza d'onda e la riproducibilità spettrale sono uguali o migliori di quelli posseduti da strumenti all'avanguardia.

STEP #17-I brevetti

Di seguito sono riportati alcuni disegni relativi al brevetto americano US6002477A, registrato il 14/12/1999, con autore Michael Ron Hammer e assegnatario Agilent Technologies Inc. 

 

Uno spettrofotometro comprendente una sorgente di luce (1) operativa per emettere un fascio di luce (15), un sistema ottico per dirigere il fascio di luce (15) verso un campione (8) da analizzare e un rilevatore (9) che rileva l'intensità del raggio luminoso dopo che il raggio interagisce con il campione (8). La sorgente (1) è operativa per emettere lampi di luce separati da un intervallo durante il quale non viene emessa alcuna luce. Lo spettrofotometro misura l'intensità del raggio di luce generato da ogni lampo dopo che quel raggio interagisce con il campione. Ciascuno di questi raggi di luce può essere diviso in prima e seconda parte (5 e 4) prima dell'interazione con il campione (8), e il sistema ottico è predisposto per dirigere la prima parte (5) sul campione (8) e per dirigere la seconda parte (4) ad un secondo rivelatore (7) per condurre una misura di riferimento. Una misurazione del segnale scuro può essere eseguita immediatamente prima o dopo ogni lampo di luce.

STEP #07 (II)-I greci e la luce

I Greci hanno messo le basi per una vera e propria “metafisica della Luce”, ovvero una speculazione sui principi costitutivi della Luce nei suoi molteplici aspetti: madre e dispensatrice di vita, fonte rischiarante dell’essere stesso e dell’universo.  La dinamica esistenziale dell’uomo greco è interamente orientata alla Luce e al rischiaramento da portare nel quotidiano: dai piccoli sforzi di ogni giorno, ai misteri che avvolgono la sfera del sacro. 

La stessa ontologia dell’essere umano, che rappresenta il culmine della riflessione greca sulla Luce, ci trascina nel fascino della straordinaria conclusione a cui si può pervenire: l’uomo è Luce, tutti noi siamo Luce, la nostra stessa vita è Luce e ogni nostro passo deve condurci a quel rischiaramento che dà senso e forma all’intera esistenza. 

È il mito che diventa realtà e la realtà che trascende in narrazione mitica.

STEP #07-Il mito

La spettrofotometria si occupa di luce visibile e, proprio la riflessione sulla Luce, gioca un ruolo primario nella cultura greca arcaica. Un aspetto affascinante è incarnato da Efesto, dio del fuoco, che grazie al suo lavoro nelle fucine dell’Etna rese la Luce un elemento quotidiano, familiare. Con Efesto la Luce si mostrava sia come positiva, che irradia la vita, sia come segno di paura, tale da incutere riverenza. È quella Luce che veniva celebrata e invocata in Apollo, dio del Sole. Già presso gli etruschi il dio Aplu (Apollo) era associato alla Luce e viene chiamato dagli stesi Greci “Febo”, ovvero splendente, raggiante, come a sottolineare la sua appartenenza al mondo della Luce legato ai raggi solari. 

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STEP #05 (II)-Principio fisico (2)

Una molecola può assorbire in punti diversi dello spettro, generando curve di assorbimento con picchi e zone in cui non vi è assorbimento. Nel grafico è riportata la quantità di luce assorbita in funzione delle lunghezze d'onda della luce:

Lo strumento è molto utilizzato per determinazioni quantitative, grazie alla legge di Lambert Beer. Per cominciare, se per la sostanza in esame il coeff. di estinzione molare è incognito, bisogna costruire una retta di taratura tra Assorbanza e Concentrazione. E' sufficiente preparare una serie di concentrazioni note della sostanza in analisi pura e disciolta in un solvente, azzerare l'assorbanza e quindi leggere le assorbanze delle varie concentrazioni note ponendo le rispettive cuvette nello strumento una dopo l'altra. La retta risultante sarà di questo tipo:

Ora per determinare la concentrazione incognita del campione basta prepararne una diluizione nello stesso solvente, determinare il valore di Assorbanza e, grazie alla retta creata, ricavare il relativo valore di concentrazione.

Da: http://www.tuttochimica.it/chimica_analitica_spettrofotometro.asp

STEP #05-Principio fisico (1)

Le diverse parti che costituiscono uno spettrofotometro sono schematizzabili come segue: 

Lo strumento è in grado di determinare un parametro, l'Assorbanza, definito come: 

A=log(I0/I1)

essendo I1 e I0 rispettivamente le intensità di luce trasmessa e iniziale. Si noti che si tratta di una grandezza adimensionale e che vale 0 quando I1=I0. 

L'assorbanza segue il principio cardine della spettrofotometria, detto legge di Lambert e Beer, secondo la quale assorbanza e concentrazione del campione in esame sono linearmente dipendenti:

A =  𝜀 · c · l

c è la concentrazione molare della sostanza della cuvetta, l la lunghezza della cuvetta in cm e 𝜀 il coefficiente di estinzione molare (una costante caratteristica per ogni sostanza).

Parte della componente luminosa potrebbe essere bloccata o dispersa in ogni caso anche dalla cuvetta vuota o dal solvente, pertanto lo strumento viene in genere tarato a zero di assorbanza mediante un apposito pulsante.

Da: http://www.tuttochimica.it/chimica_analitica_spettrofotometro.asp

STEP #01-Cos'è uno spettrofotometro?

L'applicazione più comune degli spettrofotometri è la misurazione dell'assorbimento luminoso. Essi possono poi anche essere progettati per misurare la riflettanza diffusa o speculare. Tali strumenti si dividono in due categorie principali: a fascio singolo e a fascio doppio. I primi misurano un'intensità luminosa assoluta, mentre i secondi si occupano della misura del rapporto dell'intensità luminosa di due diversi percorsi della luce.