ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΔΙΦΩΤΟΝΙΚΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΔΙΦΩΤΟΝΙΚΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ"

Transcript

1 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΔΙΦΩΤΟΝΙΚΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ Ειδική Ερευνητική Εργασία Γιασεμίδης Δημήτριος Μεταπτυχιακός φοιτητής Επιβλέπων Καθηγητής: Πέτρος Περσεφόνης Τμήμα Φυσικής Πανεπιστήμιο Πατρών IOYΛIOΣ 2008

2 2 / 89

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελ. 5 Πρόλογος 7 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή γενικές αρχές 16 Κεφάλαιο 2: Εισαγωγή στο φθορισμό 24 Κεφάλαιο 3: Πειραματικές τεχνικές μελέτης της διφωτονικής απορρόφησης ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ 41 Κεφάλαιο 4: Διφωτονική μικροσκοπία 51 Κεφάλαιο 5: Φωτοδυναμική θεραπεία 56 Κεφάλαιο 6: Διφωτονικός πολυμερισμός 69 Κεφάλαιο 7: Τρισδιάστατη οπτική αποθήκευση δεδομένων 75 Κεφάλαιο 8: Αυτοσυσχετισμός έντασης (Intensity Autocorrelation) 79 Kεφάλαιο 9: Optical Thresholding 82 Κεφάλαιο 10: Optical Power Limiting (Περιορισμός της οπτικής ισχύος) 85 Κεφάλαιο 11: Λογική πύλη ΝΟR βασισμένη στη διφωτονική απορρόφηση σε κυματοδηγό πυριτίου 3 / 89

4 4 / 89

5 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εργασία αυτή, με θέμα «Εφαρμογές της Διφωτονικής Απορρόφησης», έγινε μέσα στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών «Φωτονική & Laser» του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη της βιβλιογραφίας που σχετίζεται με τη διφωτονική απορρόφηση. Από τη θέση αυτή θα ήθελα να εκφράσω τις ιδιαίτερες ευχαριστίες μου στον επιβλέποντα καθηγητή κ. Πέτρο Περσεφόνη, στον αναπληρωτή καθηγητή κ. Βασίλειο Γιαννέτα και στο διδάκτορα κ. Μιχάλη Φακή. 5 / 89

6 6 / 89

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ 1.1 ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Στην εργασία αυτή θα ασχοληθούμε με τη διφωτονική απορρόφηση και τις εφαρμογές της. Θα πρέπει πρώτα να πούμε δύο λόγια γι αυτήν, να εξηγήσουμε περί τίνος πρόκειται και γι αυτό θα αρχίσουμε από τα βασικά. Όταν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία κυκλικής συχνότητας ω 0 προσπίπτει σε ένα υλικό μέσο, τα άτομά του λειτουργούν σαν ταλαντωτές, με την έννοια πως ταλαντώνονται στη συχνότητα της ακτινοβολίας, απορροφώντας την και επανεκπέμποντάς την. Παρομοιάζοντας έναν τέτοιο ταλαντωτή με σύστημα μάζας-ελατηρίου, το ρόλο της μάζας τον παίζει το ηλεκτρόνιο (για λόγους απλότητας θεωρούμε πως το άτομο έχει μόνο ένα) και το ρόλο του ελατηρίου οι δυνάμεις έλξης ηλεκτρονίου-πυρήνα. Το «ελατήριο» στη μιά του άκρη είναι στερεωμένο στον πυρήνα, που λόγο μεγάλης μάζας (σε σύγκριση με το ηλεκτρόνιο) θεωρείται ακίνητος. Όταν η ένταση του Η/Μ πεδίου είναι μικρή, το ηλεκτρόνιο δεν απομακρύνεται πολύ από τη θέση ισορροπίας του και ο ταλαντωτής μας μπορεί να θεωρηθεί αρμονικός, και έχουμε γραμμικά φαινόμενα. Στην περίπτωση αυτή η εξίσωση κίνησης του ηλεκτρονίου είναι 2 d x dx 2 e + 2Γ + ω 0 x = E, 2 dt dt m όπου Ε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου και Γ η σταθερά απόσβεσης. Η επαγώμενη πόλωση είναι τότε Ρ ind (E) = -Νer=χ (1) Ε όπου χ (1) είναι η γραμμική επιδεκτικότητα και σχετίζεται με τη διηλεκτρική σταθερά ε ως εξής: ε = 1+4πχ (1), N η ηλεκτρονιακή πυκνότητα του υλικού και r η απομάκρυνση του ηλεκτρονίου απ τη θέση ισορροπίας. 7 / 89

8 Η οπτική απόκριση ενός υλικού σε μια συχνότητα ω αναπαρίσταται απο το μιγαδικό 2 (1) δείκτη διάθλασης n c : n ( ω ) = ε ( ω) = 1+ 4πχ ( ω). O μιγαδικός αυτός δείκτης μπορεί να c γραφεί σαν άθροισμα ενός φανταστικού και ενός πραγματικού όρου: n c = n + ik, όπου το πραγματικό μέρος n αντιστοιχεί στη διασπορά του δείκτη διάθλασης και το φανταστικό μέρος k στην ηλεκτρονιακή απορρόφηση. Αν τώρα θεωρήσουμε ένα ημιτονοειδές ηλεκτρικό πεδίο 1 E( t) = E0[exp( iω t) + exp( iωt)], η λύση της εξίσωσης της κίνησης του ηλεκτρονίου 2 iωt ee0 e θα είναι x = + c. c. 2 2 m ω 2iΓω ω 0 2 Ne 1 iωt Οπότε η πόλωση θα είναι P = Nex = E( ω) e + c. c. 2 2 m ω 2iΓω ω 2 2 (1) Ne 4π Ετσι ο δείκτης διάθλασης θα είναι n c = ε = 1+ 4πχ = m ω 2iΓω ω Αν τώρα θεωρήσουμε το δείκτη διάθλασης αρκετά μικρότερο της μονάδας, το πραγματικό και το φανταστικό του μέρος θα είναι αντίστοιχα n = Re nc Ne = 1 m π ( ω ω ) 2 ( ω ω ) (2Γω) 2 Ne 4πΓω k = Imnc = m ( ω ω ) + (2Γω) Το πραγματικό μέρος αντιστοιχεί στη διασπορά και το φανταστικό στην απορρόφηση / 89

9 1.2 ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ Όταν τώρα το πεδίο είναι ισχυρό, ο ταλαντωτής δε μπορεί πια να θεωρηθεί αρμονικός, και έχουμε μη γραμμικά φαινόμενα. Η εξίσωση κίνησης του αρμονικού ταλαντωτή τροποποιείται ώστε να περιλαμβάνει και μη αρμονικούς όρους: 2 d x dx e + 2Γ + ω 0 x + ( αx + bx +...) = E, 2 dt dt m στην περίπτωση που η μη αρμονικότητα είναι μικρή. Αναπτύσσουμε την πόλωση σε (1) (2) 2 (3) 3 όρους του ηλεκτρικού πεδίου: P = χ E + χ E + χ E +... όπου (n) χ - ο τανυστής επιδεκτικότητας n+1 τάξης με 3 n+1 συνιστώσες. Όταν το πεδίο είναι ισχυρό, όπως αυτό ενός laser μεγάλης έντασης, οι όροι υψηλότερης τάξης γίνονται σημαντικοί. Κάθε ένας από τους τανυστές (n) χ είναι υπεύθυνος για συγκεκριμένα φαινόμενα. Ο (2) χ, για παράδειγμα, ευθύνεται για φαινόμενα όπως η οπτική ανόρθωση (optical rectification), η γένεση δεύτερης αρμονικής (second harmonic generation SHG) και άλλα. Ενώ ο (3) χ, μεταξύ άλλων, για το οπτικό φαινόμενο Kerr, τη γέννηση τρίτης αρμονικής και τη διφωτονική απορρόφηση, που μας ενδιαφέρει εδώ. Η διφωτονική απορρόφηση, λοιπόν, είναι ένα μη γραμμικό φαινόμενο, που συμβαίνει για μεγάλης έντασης Η/Μ πεδία. Αυτό που συμβαίνει κατά το φαινόμενο αυτό είναι σε γενικές γραμμές το εξής: όπως ξέρουμε, ένα άτομο ή μόριο μπορεί να διεγερθεί απο μία στάθμη σε μια υψηλότερη με την απορρόφηση ενός φωτονίου συχνότητας, ας πούμε, ν. Η διέγερση αυτή, όμως, μπορεί να γίνει και με την απορρόφηση δύο φωτονίων διπλάσιου μήκους κύματος (δηλαδή συχνότητας ν/2), αρκεί αυτά να προσπέσουν σχεδόν ταυτόχρονα στο άτομο ή στο μόριο (με χρονική διαφορά sec), όπως φαίνεται στο σχήμα 1.1. Στην περίπτωση αυτή, επειδή η ενέργεια των φωτονίων είναι η ίδια, η διφωτονική απορρόφηση λέγεται εκφυλισμένη. Αν δεν ήταν η ίδια, δηλαδή είχαμε πρόσπτωση δύο φωτονίων με διαφορετική ενέργεια αλλά με το σύνολο της ενέργειάς 9 / 89

10 τους ίσο με την ενέργεια του φωτονίου συχνότητας ν, η διφωτονική απορρόφηση θα ονομαζόταν μη εκφυλισμένη. Σχήμα 1.1 Διέγερση από μία στάθμη με ένα (μονοφωτονική διέγερση - α) και με δύο φωτόνια (εκφυλισμένη διφωτονική διέγερση β και μη εκφυλισμένη - γ) Την ύπαρξη της διφωτονικής απορρόφησης, σαν πιθανότητα, την ανέφερε πρώτη η Maria-Göppert Mayer στο διδακτορικό της, το (Προς τιμήν της, η ενεργός διατομή διφωτονικής απορρόφησης έχει μονάδες Göppert Mayer (GM). Ένα GM είναι ίσο με m -4 sec photon -1 ) To φαινόμενο παρατηρήθηκε πειραματικά 30 χρόνια αργότερα, το 1960, όταν οι Kaiser και Garrett παρατήρησαν κυανό φθορισμό που προερχόταν από κρύσταλλο CaF 2 :Eu 2+, αντλούμενο με δέσμη από laser ρουβιδίου στα nm. Έκτοτε η διφωτονική απορρόφηση έχει βρει πλήθος από εφαρμογές στη μικροσκοπία, στη φωτοδυναμική θεραπεία, στις νανοκατασκευές και αλλού, και η έρευνα πάνω σε αυτήν συνεχίζεται. Όπως είπαμε και πριν, για να συμβεί η διφωτονική διέγερση απαιτούνται ισχυρά πεδία, οπότε στις εφαρμογές της χρησιμοποιούνται γενικά παλμικά laser. 10 / 89

11 Έστω τώρα πως εστιάζουμε τη δέσμη από ένα τέτοιο laser σε ένα υλικό. Επειδή η πιθανότητα να συμβεί εξαρτάται όχι απ την πρώτη δύναμη της έντασης της ακτινοβολίας αλλά απ το τετράγωνό της, η απορρόφηση θα συμβαίνει μόνο στο εστιακό σημείο (σχήμα 1.2), καθώς μόνο εκεί η ένταση είναι αρκετά ισχυρή (βασικά, δεν είναι ακριβώς σημείο αλλά ένας πολύ μικρός αλλά πεπερασμένος όγκος, της τάξης μερικών φεμτολίτρων. Από εδω και στο εξής, λέγοντας «εστία» ή «εστιακό σημείο» θα εννοούμε τον όγκο αυτόν). Αυτή ακριβώς η εστιασμένη απορρόφηση είναι που κάνει τη διφωτονική διέγερση τόσο χρήσιμη σε τόσο πολλές εφαρμογές. Σχήμα 1.2. Στη μονοφωτονική απορρόφηση, η διέγερση γίνεται σε όλο τον όγκο του υλικού απ τον οποίο περνά το φως. Αντίθετα, στη διφωτονική, η διέγερση συμβαίνει μόνο στο εστιακό σημείο. 11 / 89

12 1.3 ΠΟΛΥΦΩΤΟΝΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ Τα μοριακά συστήματα μπορούν να αλληλεπιδράσουν με ένα οπτικό πεδίο είτε μέσω παραμετρικών είτε μέσω μη παραμετρικών διεργασιών. Στις πρώτες, η ενέργεια και η ορμή ανταλλάσσονται ανάμεσα στους διαφορετικούς τρόπους ταλάντωσης του ηλεκτρικού πεδίου αλλά δεν μεταφέρεται ενέργεια απ το οπτικό πεδίο στα μόρια του συστήματος. Αντίθετα, στις δεύτερες υπάρχει ανταλλαγή ενέργειας ανάμεσα στο πεδίο και το μοριακό σύστημα μέσω της απορρόφησης και της εκπομπής φωτός. Θα εξετάσουμε τώρα την πολυφωτονική απορρόφηση, που είναι μη παραμετρική διεργασία. Το φανταστικό μέρος της μη γραμμικής επιδεκτικότητας αντιστοιχεί σε μεταφορά ενέργειας απ το πεδίο στο υλικό μέσο. Η ανταλλαγή αυτή ενέργειας ανά μονάδα χρόνου και ανά μονάδα όγκου περιγράφεται απ τη σχέση dw dt = E P όπου Ε και Ρ τα διανύσματα του ηλεκτρικού πεδίου και της πόλωσης αντίστοιχα. Αν θεωρήσουμε μόνο μη παραμετρικές διεργασίες στην έκφραση του Ρ, ο πρώτος όρος που εξαρτάται απ το χ (1) περιγράφει τη γραμμική απορρόφηση. Η χαμηλότερης τάξης μη γραμμική απορρόφηση περιγράφεται απ το φανταστικό μέρος του χ (3) και αντιστοιχεί στο φαινόμενο ενίσχυσης Raman και στη διφωτονική απορρόφηση. Το Im(χ (5) ) δε, αντιστοιχεί στην τριφωτονική απορρόφηση. Τώρα, για ένα μονοχρωματικό κύμα πλάτους Ε και πόλωσης Ρ, η παραπάνω εξίσωση γράφεται dw dt 1 = ω Im 2 E P Αν θεωρήσουμε πως η διφωτονική απορρόφηση είναι εκφυλισμένη, δηλαδή τα δύο φωτόνια έχουν την ίδια ενέργεια, η πόλωση περιέχει το χ (3) (-ωt;-ω,ω,ω) και δίνεται απ τη σχέση 1 1 (3) P exp( iωt) = χ ( ωt; ω, ω, ω) MEEE * exp( iωt) / 89

13 Χρησιμοποιώντας τα προηγούμενα, ο ρυθμός απορρόφησης σε μια διφωτονική διαδικασία είναι τελικά 2 dw 8 π ω = 2 (3) I Im( χ ) 2 2 dt n c όπου Ι=ΕΕ * nc/8π η ένταση του φωτός. Παρατηρούμε πως η εξάρτηση απ την ένταση του laser είναι ανάλογη του τετραγώνου της σε αντίθεση με τη μονοφωτονική περίπτωση όπου έχουμε γραμμική εξάρτηση. Το μέγεθος που χρησιμοποιείται συνήθως για την περιγραφή της διφωτονικής απορρόφησης είναι η ενεργός της διατομή σ (2) όπως ορίζεται απ τη σχέση d n p dt = σ NF (2) 2 όπου dn p /dt o αριθμός των φωτονίων που απορροφώνται στη μονάδα του χρόνου, Ν ο αριθμός των μορίων ανά μονάδα όγκου και F=I/hv η ροή φωτονίων. Ο ρυθμός απορρόφησης ενέργειας, δηλαδή, είναι dw/dt=(dn p /dt)hv. Τελικά για την ενεργό διατομή έχουμε σ 8π hν Im( ). ncn 2 2 (2) (3) = χ 2 2 Για τον πειραματικό προσδιορισμό της ενεργού αυτής διατομής είναι πολλές φορές χρήσιμο να εκφραστεί αυτή με όρους που να περιλαμβάνουν την αλλαγή στην ένταση της προσπίπτουσας δέσμης laser. Η αλλαγή αυτή της έντασης καθώς η δέσμη διαδίδεται στο υλικό μέσο δίνεται απ τη σχέση I = + z (1) (2) 2 ( α I α I ) όπου α (1) η σταθερά γραμμικής απορρόφησης και α (2) η σταθερά διφωτονικής απορρόφησης (σε μονάδες cm W -1 ) που σχετίζεται με το φανταστικό μέρος της επιδεκτικότητας τρίτης τάξης χ (3). Για μια δέσμη laser με τετραγωνική χρονική κατανομή και Γκαουσσιανή χωρική κατανομή και για ένα μέσο χωρίς γραμμική απορρόφηση (α (1) ~0) η ισχύς της διαδιδόμενης δέσμης είναι 13 / 89

14 I L 1 α Lα (2) ( ) = ln(1 + I (2) 0L ) Όπου Ι 0 η προσπίπτουσα ένταση και L το πάχος του δείγματος. Οι τιμές του α (2) μπορούν να εκτιμηθούν μετρώντας την ένταση του εξερχόμενου απ το δείγμα φωτός σε σχέση με την προσπίπτουσα ένταση. Η ενεργός διατομή διφωτονικής απορρόφησης συνδέεται με τη σταθερά απορρόφησης α (2) μέσω της σχέσης hvα = σ N = σ N A d 10 (2) (2) όπου hv η ενέργεια των προσπιπτόντων φωτονίων, Ν 0 η μοριακή πυκνότητα (cm -3 ), Ν Α ο αριθμός του Avogadro και d 0 η συγκέντρωση (mol/l). 14 / 89

15 Βιβλιογραφία πηγές: (1) Διδακτορική διατριβή Ιωάννη Ε. Πολύζου «Μελέτη πολυφωτονικών ιδιοτήτων ενώσεων του πυρυλίου με εφαρμογή στις τρισδιάστατες οπτικές μνήμες» (2) Shen Y. A., The principles of nonlinear optics, John Wiley, New York, 1984 (3) Perticolas W. L., Multiphoton spectroscopy, Ann. Rev. Phys. Chem. 18 (1967), / 89

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΦΘΟΡΙΣΜΟ 2.1 Γενικά Πολλές εφαρμογές της διφωτονικής απορρόφησης στηρίζονται και στο φθορισμό. Θα πρέπει να πούμε δύο λόγια γι αυτόν. Θ αρχίσουμε πάλι από λίγο μακρυά. Όταν λοιπόν έχουμε εκπομπή φωτός που οφείλεται σε διεγερμένες καταστάσεις ενός ατόμου ή μορίου, το φαινόμενο αυτό λέγεται φωτοβολία. Υπάρχουν δύο κύρια είδη φωτοβολίας, ο φθορισμός και ο φωσφορισμός, ανάλογα με τη φύση της διεγερμένης στάθμης, αν και η διάκριση ανάμεσά τους δεν είναι πάντα ξεκάθαρη. Οταν έχουμε μία απλή (singlet) διεγερμένη στάθμη, το ηλεκτρόνιο στο διεγερμένο τροχιακό αποτελεί ζεύγος με το ηλεκτρόνιο του τροχιακού της θεμελιώδους στάθμης. Οπότε η επιστροφή στη θεμελιώδη κατάσταση είναι επιτρεπτή απ τους κανόνες επιλογής (σύμφωνα με τους οποίους η μεταβολή του spin ΔS πρέπει να είναι 0) και γίνεται γρήγορα με την εκπομπή ενός φωτονίου. Το φαινόμενο αυτό λέγεται φθορισμός. Οι ρυθμοί εκπομπής στην περίπτωση αυτή είναι γύρω στα 10-8 s -1 οπότε ο χρόνος ζωής (ο μέσος χρόνος, δηλαδή, ανάμεσα στη διέγερση και στην επιστροφή στη θεμελιώδη κατάσταση) είναι περίπου 10 ns. Οταν τώρα έχουμε εκπομπή φωτός από μια τριπλή (triplet) διεγερμένη στάθμη το φαινόμενο ονομάζεται φωσφορισμός. Επειδή αυτού του είδους οι μεταβάσεις είναι απαγορευμένες απ τους κανόνες επιλογής οι ρυθμοί εκπομπής είναι πολύ χαμηλοί ( s -1 ) και ο χρόνος ζωής του φωσφορισμού κυμαίνεται συνήθως από μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου έως μερικά δευτερόλεπτα. Σε διαλύματα που βρίσκονται σε θερμοκρασία δωματίου, ο φωσφορισμός είναι σπάνια ορατός. Αυτό επειδή υπάρχουν πολλές 16 / 89

17 ανταγωνιστικές διαδικασίες αποδιέγερσης, όπως η μη ακτινοβολητική αποδιέγερση και άλλες. Συνήθως, ο φθορισμός δημιουργείται από αρωματικά μόρια, μερικά από τα οποία φαίνονται στο σχήμα 2.1. Ένα από τα πιο γνωστά τέτοια μόρια είναι η κινίνη, το υδατικό διάλυμα της οποίας δημιουργεί μια μπλε λάμψη όταν εκτίθεται (και) στο ηλιακό φως. Σε υδατικό διάλυμα κινίνης έγινε και η πρώτη καταγεγραμμένη παρατήρηση φθορισμού, το Άλλα μόρια που συναντώνται στην καθημερινή ζωή είναι η Φλορεσκίνη(Fluorescein) και η Ροδαμίνη(Rhodamine). Η πράσινη ή κόκκινη λάμψη που παρατηρείται σε κάποια αντιψυκτικά υγρά οφείλεται σε ίχνη της πρώτης και της δεύτερης αντίστοιχα. Άλλα φθορίζοντα μόρια είναι η ανθρακίνη και η περιλύνη και χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της περιβαλλοντικής μόλυνσης από έλαια. Σχήμα 2.1. Μερικά φθορίζοντα μόρια. 17 / 89

18 Ένα διάγραμμα Jablonsky που δείχνει το φθορισμό, το φωσφορισμό και άλλου είδους μεταβολές στην κατάσταση ενός μορίου φαίνεται στο σχήμα 2.2. Η θεμελιώδης, η πρώτη και η δεύτερη διεγερμένη απλή (singlet) στάθμη συμβολίζονται με S 0, S 1 και S 2 αντίστοιχα. Σχήμα 2.2. Απλουστευμένο διάγραμμα Jablonsky που δείχνει το φθορισμό, το φωσφορισμό και άλλες διεργασίες. 18 / 89

19 Σε κάθε μία απ αυτές το μόριο βρίσκεται σε κάποιο δονητικό επίπεδο που συμβολίζεται με 0,1,2 κλπ. Το διάγραμμα είναι απλουστευμένο και δεν περιλαμβάνει διεργασίες όπως η μεταφορά ενέργειας, οι επιδράσεις του διαλύτη, η μείωση του φθορισμού κλπ. Οι μεταπτώσεις ανάμεσα στις στάθμες πραγματοποιούνται σε χρόνους της τάξης των sec, που είναι πολύ μικροί για να γίνει μια μετατόπιση του πυρήνα του μορίου (αρχή Franck Gordon). Βλέπουμε επίσης πως έχουμε διέγερση των μορίων που βρίσκονται στο χαμηλότερο δονητικό επίπεδο της θεμελιώδους κατάστασης. Θεωρούμε πως η διαφορά μεταξύ των ηλεκτρονικών σταθμών είναι πολύ μεγάλη και έτσι η διέγερση αυτή δεν μπορεί να γίνει θερμικά αλλά μόνο με την απορρόφηση φωτός. Μετά την απορρόφηση του φωτός, τώρα, υπάρχουν πολλά διαφορετικά πράγματα που μπορούν να συμβούν. Συνήθως ένα μόριο διεγείρεται σε κάποιο υψηλότερο δονητικό επίπεδο είτε της S 1 είτε της S 2 και μετά συνήθως αποδιεγείρεται στη χαμηλότερη δονητική στάθμη της S 1. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται εσωτερική μετατροπή (internal conversion) και έχει χρόνο ζωής της τάξης των sec ή μικρότερο. Αφού οι χρόνοι ζωής του φθορισμού είναι της τάξης των 10-8 sec, η εσωτερική μετατροπή ολοκληρώνεται πολύ πριν την εκπομπή. Έτσι, η εκπομπή του φθορισμού γίνεται απ το χαμηλότερο δονητικό επίπεδο της S 1. H επιστροφή στη θεμελιώδη στάθμη γίνεται σε κάποιο απ τα δονητικά της επίπεδα απ όπου το μόριο αποδιεγείρεται γρήγορα φτάνοντας σε θερμοδυναμική ισορροπία. Το μόρια που βρίσκονται στην κατάσταση S 1 μπορούν επίσης να υποστούν μια μεταβολή σπιν στην πρώτη triplet κατάσταση Τ 1. Η εκπομπή αυτή απ την Τ 1 ονομάζεται φωσφορισμός και είναι μετατοπισμένη σε μεγαλύτερα μήκη κύματος σε σχέση με το φθορισμό. Η μετάβαση απ την S 1 στην Τ 1 λέγεται σταθμική διασταύρωση (intersystem crossing). Η αποδιέγερση του μορίου απ την Τ 1 στην S 0 είναι απαγορευμένη οπότε ο ρυθμός εκπομπής απ αυτή τη στάθμη να είναι πολύ μικρότερος απ αυτόν για την S 1. Στον πίνακα που ακολουθεί φαίνονται μερικοί χαρακτηριστικοί χρόνοι ζωής για τις παραπάνω διεργασίες. 19 / 89

20 Διεργασία Χαρακτηριστικός χρόνος ζωής(sec) Απορρόφηση Δονητική αποδιέγερση Διεγερμένη στάθμη S Σταθμική διασταύρωση Εσωτερική μεταφορά Διεγερμένη στάθμη Τ Αν παρατηρήσουμε προσεκτικά τα διαγράμματα Jablonsky θα διαπιστώσουμε πως η ενέργεια των φωτονίων εκπομπής είναι μικρότερη απ την ενέργεια των φωτονίων απορρόφησης. Δηλαδή, ο φθορισμός δημιουργείται σε μεγαλύτερα μήκη κύματος απ αυτά της απορρόφησης. Το φαινόμενο αυτό παρατηρήθηκε για πρώτη φορά απ τον G.G.Stokes το 1852 και από τότε φέρει το όνομά του. Η διαφορά της ενέργειας ανάμεσα στην απορρόφηση και την εκπομπή οφείλεται στη γρήγορη αποδιέγερση του μορίου στο χαμηλότερο δονητικό επίπεδο της S 1. Επίσης, τα μόρια αποδιεγείρονται στα υψηλότερα δονητικά επίπεδα της θεμελιώδους στάθμης με αποτέλεσμα επιπλέον απώλεια ενέργειας. Επιπλέον, ένα μόριο μπορεί να εμφανίσει μεγαλύτερες μετατοπίσεις Stokes λόγω της αλληλεπίδρασης με το διαλύτη, των αντιδράσεων διεγερμένης κατάστασης και της μεταφοράς ενέργειας σε κάποιο γειτονικό μόριο. 2.2 ΑΝΕΞΑΡΤΗΣΙΑ ΤΩΝ ΦΑΣΜΑΤΩΝ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΠΟ ΤΟ ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ Μία άλλη γενική ιδιότητα του φθορισμού είναι η ανεξαρτησία του φάσματος φθορισμού απ το μήκος κύματος διέγερσης. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως ο κανόνας του Kasha αν και ο πρώτος που ανέφερε την ανεξαρτησία της κβαντικής απόδοσης του φθορισμού απ το μήκος κύματος ήταν ο Vavilov. Αφού το μόριο 20 / 89

21 διεγερθεί σε υψηλότερη ηλεκτρονιακή και δονητική στάθμη, αποδιεγείρεται τελικά στη χαμηλότερη δονητική στάθμη της S 1. Η αποδιέγερση αυτή γίνεται σε sec περίπου και συμβαίνει κυρίως λόγω της ισχυρής επικάλυψης μεγάλου αριθμού σταθμών με παραπλήσιες ενέργειες. Λόγω λοιπόν της γρήγορης αυτής αποδιέγερσης τα φάσματα εκπομπής των μορίων είναι γενικά ανεξάρτητα από το μήκος κύματος διέγερσης. Εξαιρέσεις αποτελούν τα μόρια με δύο στάθμες ιονισμού, τα οποία έχουν διακριτά φάσματα εκπομπής και απορρόφησης. Επίσης, υπάρχουν και κάποια μόρια που εκπέμπουν και απ την ηλεκτρονιακή στάθμη S 2, αλλά είναι πολύ λίγα. 2.3 ΔΙΦΩΤΟΝΙΚΑ ΔΙΕΓΕΡΜΕΝΟΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΣ Στη μέχρι τώρα συζήτηση η διέγερση των μορίων γινόταν με την απορρόφηση ενός μεμονωμένου φωτονίου. Όμως, η διέγερση αυτή μπορεί να γίνει και με την ταυτόχρονη απορρόφηση δύο φωτονίων, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.3. Σχήμα 2.3. Μονοφωτονική και διφωτονική απορρόφηση. 21 / 89

22 Η διφωτονική διέγερση γίνεται με την ταυτόχρονη (χρονική διαφορά sec) απορρόφηση δύο φωτονίων μικρότερης ενέργειας, οπότε για να πραγματοποιηθεί χρειάζεται πολύ υψηλή φωτεινή ένταση, έστω στιγμιαία. Έτσι, όλα σχεδόν τα πειράματα διφωτονικής απορρόφησης γίνονται με παλμικές πηγές laser που δίνουν παλμούς διάρκειας μερικών psec ή fsec. H μονοφωτονική και διφωτονική απορρόφηση υπακούουν σε διαφορετικούς κανόνες επιλογής, δηλαδή οι ηλεκτρονιακές στάθμες που μπορούν να διεγερθούν στις δύο περιπτώσεις είναι διαφορετικές. Γενικά τα φάσματα εκπομπής και απορρόφησης είναι διαφορετικά για τη μονοφωτονική και τη διφωτονική περίπτωση. Υπάρχουν όμως και εξαιρέσεις, όπου τα φάσματα της διφωτονικής απορρόφησης είναι όμοια με αυτά της μονοφωτονικής για διπλάσιο μήκος κύματος. Τα φάσματα εκπομπής, απ την άλλη μεριά, είναι τα ίδια ανεξάρτητα απ το αν η διέγερση είναι μονοφωτονική ή διφωτονική. 22 / 89

23 Βιβλιογραφία πηγές: (1) Διδακτορική διατριβή Ιωάννη Ε. Πολύζου «Μελέτη πολυφωτονικών ιδιοτήτων ενώσεων του πυρυλίου με εφαρμογή στις τρισδιάστατες οπτικές μνήμες» (2) Lakowitz J. R. (1999), Principles of Fluorescence Spectroscopy, Kluwer Academic, Plenum Publishers, New York (3) M. Kasha., 1950, Characterization of electronic transitions in complex molecules, Disc Faraday Soc 9, (4) I. B. Berlman, Handbook of Fluorescence spectra of aromatic molecules, 2 nd edition, Academic Press, New York 23 / 89

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΤΗΣ ΔΙΦΩΤΟΝΙΚΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ 3.1 ΓΕΝΙΚΑ Θα εξετάσουμε τώρα τις πιο διαδεδομένες πειραματικές τεχνικές μελέτης της διφωτονικής απορρόφησης. Οι πιο δημοφιλείς αλλά και πιο αξιόπιστες απ τις τεχνικές αυτές είναι εκείνες που μετρούν τη διαδιδόμενη ισχύ για σταθερή θέση του δείγματος, ο διφωτονικός φθορισμός και η σάρωση-ζ (Z-scan) με ανοιχτό διάφραγμα. Θα πούμε όμως δύο λόγια και για πιο παλιές και λιγότερο άμεσες μεθόδους, όπως η διαμόρφωση θερμικού φακού (Thermal lensing) και η φασματοσκοπία φωτοϊονισμού. Βέβαια, η μέτρηση της μη γραμμικότητας μπορεί να γίνει και με πειράματα μίξης τεσσάρων κυμάτων, Με αυτά δε θ ασχοληθούμε, καθώς είναι πιο κατάλληλα για τη μέτρηση της διαθλαστικής μη γραμμικότητας, παρά της διφωτονικής απορρόφησης. Όμως, με κατάλληλες μετατροπές μπορεί να ληφθεί υπόψη και το φανταστικό μέρος της επιδεκτικότητας χ (3) που είναι υπεύθυνο για τη διφωτονική διέγερση. Σ αυτές τις περιπτώσεις στοχεύουμε στο διαχωρισμό των πραγματικών και φανταστικών ποσοτήτων δίνοντας μια ανεξάρτητη μέτρηση της μη γραμικής απορρόφησης. Για το λόγο αυτόν οι συγκεκριμένες τεχνικές είναι χρήσιμες πιο πολύ για τον έλεγχο της αξιοπιστίας των μετρήσεων που έχουν γίνει με άλλους τρόπους και όχι τόσο για την άμεση μέτρηση των σταθερών της μη γραμμικής απορρόφησης. 24 / 89

25 3.2 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΙΑΣ ΔΕΣΜΗΣ ΚΑΘΟΡΙΣΜΕΝΟΥ ΜΗΚΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΔΟΜΕΝΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΓΙΑ ΣΤΑΘΕΡΗ ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ Η γενική εξίσωση που περιγράφει τη διαδιδόμενη ένταση Ι 1 μήκους κύματος λ 1 στη διεύθυνση z σε κάποιο σύστημα όπου συμβαίνει πολύ-φωτονική απορρόφηση είναι: d I1 (1) (2) (3) = α I1 α I1I2 α I1I2I3... d z Τα μήκη κύματος λ 2 και λ 3 αντιστοιχούν στις τιμές έντασης Ι 2 και Ι 3. Η ανάπτυξη σε δυναμοσειρά είναι ανάλογη με το ανάπτυγμα της πόλωσης σε όρους του ηλεκτρικού πεδίου με μιγαδικές επιδεκτικότητες. Απ την παραπάνω εξίσωση περιγράφεται και η διαπερατότητα Τ ενός υλικού πάχους L με γραμμική και μη γραμμική σταθερά διάδοσης α και α (2) αντίστοιχα, όπου όμως οι όροι οι ανώτεροι του α (2) αγνοούνται και ισχύει Ι 1 =Ι 2. Τότε, για μια συνεχή δέσμη με ομοιόμορφη χωρική κατανομή της έντασης θα είναι: Τ=Τ nl T l όπου η γραμμική διαπερατότητα Τ l είναι ίση με T l = (1-R) 2 e -αl και η μη γραμμική διαπερατότητα Τ nl είναι T nl = f με f (2) α L a R I1 e (1 ) (1 ) =. α Το φως που ανακλάται απ την πίσω επιφάνεια του δείγματος λαμβάνεται υπόψη γραμμικά μέσω του παράγοντα ανακλαστικότητας R. Για να είναι επιτρεπτή η παραδοχή της αμελητέας διφωτονικής απορρόφησης από το εσωτερικά ανακλώμενο φως θεωρούμε ότι R<<1. Επίσης, για R<<1 μπορούν ν αγνοηθούν και τα φαινόμενα συμβολής. 25 / 89

26 Τότε η πλήρης έκφραση για την ολική διαπερατότητα είναι T = + + dt 2π rd ri( r, L, t) dt 2π rd ri( r,0, t) t / τ Για ομοιόμορφη δέσμη με γκαουσσιανή χρονική κατανομή ( I e ), ορθογώνια χωρική κατανομή και χωρίς σημαντική διεύρυνση έχουμε 2 2 T nl = 1 π 2 ξ + e 2 d z όπου ξ=t/τ - ο κανονικοποιημένος χρόνος. ξ 1+ fe Για συνεχή δέσμη με γκαουσσιανή ενεργό διατομή, T nl ln(1 + f ) =, f ενώ όταν και η χρονική και η χωρική κατανομή είναι γκαουσσιανές, τότε 2 Tnl = + fe z f π + ln(1 2 ξ )d. 0 Η τελευταία περίπτωση, που είναι και αυτή που συναντάται περισσότερο, για f<1 προσεγγίζεται απ τη δυναμοσειρά T ( f) n = n nl n= 1 1 3/2 που είναι ακριβής καθώς όταν το άθροισμα έχει 10 όρους η απόκλιση απ την πραγματική τιμή είναι μόνο 3%, για 0 < f < 1. Το α (2) βρίσκεται εύκολα απ τη μεταβολή της διαδιδόμενης έντασης του φωτός σε σχέση με την προσπίπτουσα ένταση χρησιμοποιώντας την πειραματική διάταξη του σχήματος 3.1. Βέβαια, έχει σημασία και η χωρική και χρονική ποιότητα της δέσμης laser που χρησιμοποιείται. Στα περισσότερα συστήματα Nd:YAG και Νd:YLF του εμπορίου η ποιότητα της δέσμης είναι καλή. Στα laser χρωστικών, όμως, γενικά δεν είναι. Έτσι συνήθως απαιτείται η βαθμονόμηση των μετρήσεων χρησιμοποιώντας ένα υλικό αναφοράς. Στην ορατή περιοχή, το υλικό αυτό είναι συνήθως ο ZnSe. 26 / 89

27 Σχήμα 3.1. Διάταξη μέτρησης μη γραμμικής απορρόφησης με χρήση μίας δέσμης. Η ένταση της δέσμης καθορίζεται απ τον πολωτή, το πλακίδιο λ/2 και τον αναλυτή. Η δέσμη διαχωρίζεται με τον αναλυτή δέσμης. Ο φακός εστιάζει τη δέσμη σε μια κηλίδα διαμέτρου μερικών νανομέτρων. Η επιλογή του φακού γίνεται έτσι ώστε το μήκος Rayleigh να είναι μεγαλύτερο απ τον οπτικό δρόμο μέσα στο υλικό, να ισχύει δηλαδή η προσέγγιση λεπτού δείγματος. Η μη γραμμική διαπερατότητα μετριέται με τη βοήθεια του λόγου Ι t /I 0. Συχνά, πρέπει η διασταύρωση των μετρήσεων να γίνεται ταυτόχρονα, οπότε η δέσμη διαχωρίζεται στο δείγμα και στο υλικό αναφοράς (η μέθοδος αυτή λέγεται συχνά κανονικοποίηση δύο καναλιών). Αυτό που καθορίζει τη χωρική ποιότητα της δέσμης είναι ο φακός εστίασης. Όλα τα παραπάνω ισχύουν όταν το δείγμα είναι τόσο λεπτό που η δέσμη που προσπίπτει σ αυτό είναι ουσιατικά παράλληλη. Οπότε το πάχος του δείγματος περιορίζεται απ την επιλογή της εστιακής απόστασης του φακού, τελικά, δηλαδή, απ το μήκος περίθλασης (μήκος Rayleigh) στο εσωτερικό του δείγματος nπ w λ 2 0 0, όπου w 0 η διάμετρος της δέσμης στην εστία, n 0 o δείκτης διάθλασης και λ το μήκος κύματος. 27 / 89

28 Η ανάλυση της μη γραμμικής διάδοσης με την τεχνική αυτή μπορεί να γίνει πιο πολύπλοκη αν υπάρχουν και άλλες πολυφωτονικές διαδικασίες απορρόφησης, ειδικά η απορρόφηση διεγερμένης στάθμης. Τότε η εξίσωση για τη διαδιδόμενη ένταση στη d I1 (2) 2 διεύθυνση z γίνεται = αi1 α I1 σexcni1 όπου σ exc η ενεργός διατομή d z απορρόφησης διεγερμένης στάθμης και Ν η πυκνότητα πληθυσμού που οφείλεται στη μονοφωτονική απορρόφηση. Η τελευταία περιγράφεται απ την εξίσωση d N α I N =, όπου hv η ενέργεια των dt hv τ προσπιπτώντων φωτονίων και τ ο χρόνος ζωής της διεγερμένης στάθμης. Θεωρούμε ότι, η επίδραση της διεγερμένης στάθμης στη διφωτονική απορρόφηση είναι αμελητέα. Αν παραστήσουμε τα αποτελέσματα της μη γραμμικής απορρόφησης 1 T nl 1 σε λογαριθμική κλίμακα σε σχέση με την ακτινοβολία κορυφής, η κλίση της καμπύλης θα είναι μεταξύ του 1 και του 2, όπου το 1 αντιστοιχεί καθαρά σε απορρόφηση διεγερμένης στάθμης και το δύο σε καθαρά διφωτονική απορρόφηση. 28 / 89

29 3.2.2 ΣΑΡΩΣΗ Ζ ΜΕ ΑΝΟΙΧΤΟ ΔΙΑΦΡΑΓΜΑ. ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΔΟΜΕΝΗΣ ΙΣΧΥΟΣ ΣΑΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ ΤΟΥ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ. Στη μέθοδο αυτή, που είναι απ τις πιο δημοφιλείς για τη μέτρηση της διαθλαστικής μη γραμμικότητας, η διφωτονική απορρόφηση μετράται με σάρωση ανοιχτού διαφράγματος και το σήμα εξαρτάται μόνο από φαινόμενα απορρόφησης. Η συχνότητα της δέσμης επιλέγεται έτσι ώστε να μην συμπίπτει με μονοφωτονικούς συντονισμούς του υλικού ή με δονητικές αρμονικές του. Επίσης, ο ρυθμός επανάληψης των παλμών πρέπει να είναι μικρότερος των 10 Hz για να μπορούν ν αγνοηθούν τα θερμικά φαινόμενα και στο σήμα να κυριαρχεί η μη γραμμική απορρόφηση α (2). Η πειραματική διάταξη της μεθόδου φαίνεται στο σχήμα 3.2. Για παλμούς με γκαουσσιανή χωρική και χρονική κατανομή, η διαπερατότητα Τ(z) σαν συνάρτηση της θέσης του δείγματος ως προς την εστία του φακού είναι T ( z) ( q( z)) + 3/ ( m 1) m = 2 κύματος Rayleigh (2) I1Leffα, και ισχύει για q < 1 με q( z) =. 2 z 1+ 2 z 0 Το z 0 είναι το μήκος πw 0, όπου w0 η ακτίνα της δέσμης στην εστία. Το ενεργό μήκος του λ α L (1 e ) δείγματος είναι Leff =. α Για να ισχύουν τα παραπάνω, το μέγιστο πάχος του δείγματος πρέπει να είναι μικρότερο απ το μήκος Rayleigh περίθλασης στο δείγμα n 0 z / 89

30 Σχήμα 3.2. Πειραματική διάταξη της μεθόδου της σάρωσης Ζ. Η δέσμη του laser εστιάζεται μ έναν φακό σε μια κηλίδα πάνω στο δείγμα. Η μη γραμμική απορρόφηση οδηγεί σε αλλαγές στη διάδοση του φωτός που καταγράφονται με τον ανιχνευτή στα δεξιά. Με τη βοήθεια του διαχωριστή δέσμης η μη γραμμική απορρόφηση μετράται από τον κάτω ανιχνευτή. Η ύπαρξη του συγκεντρωτικού φακού αποκλείει τα μη γραμμικά εστιακά φαινόμενα. Το δείγμα μετακινείται σε σχέση με την εστία του φακού κατά μήκος του άξονα z. Με προσαρμογή των πειραματικών δεδομένων στην καμπύλη της εξίσωσης T ( z) ( q( z)) + 3 / ( m 1) m = 2 και για μέχρι 10 όρους, μπορούμε να βρούμε τον παράγοντα Ι 1 L eff α (2) απ τον οποίο μετά βρίσκουμε το α (2) άμα ξέρουμε την κορυφή της ακτινοβολίας Ι 1 και το συντελεστή γραμμικής απορρόφησης α (και άρα και το L eff ). 30 / 89

31 Όπως συμβαίνει και με την προηγούμενη μέθοδο, συχνά η πειραματική διάταξη πρέπει να βαθμονομηθεί χρησιμοποιώντας ένα υλικό αναφοράς. Η απορρόφηση διεγερμένης στάθμης μπορεί και αυτή να οδηγήσει σε σήμα παρόμοιο με αυτό της διφωτονικής απορρόφησης. Η μεταβολή ΔΤ της διαπερατότητας για τη διφωτονική και την απορρόφηση διεγερμένης στάθμης σε μία σάρωση ανοιχτού διαφράγματος είναι αντίστοιχα (2) ΔΤ α exc I 1(1 r) Leff και ΔΤ F1 (1 r) Leff 2 2 σ α 4hω ΔΤ<0.1. Επειδή η πρώτη εξίσωση εξαρτάται απ την ένταση της ακτινοβολίας ενώ η δεύτερη απ τη ροή φωτονίων (F 1 ), κατά τον άξονα διάδοσης μπορούμε να ξεχωρίσουμε τις δύο διαδικασίες κάνοντας μετρήσεις με ίδια ροή αλλά διαφορετική διάρκεια παλμών., με 31 / 89

32 3.3 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΥΟ ΔΕΣΜΩΝ ΦΩΤΟΣ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΘΕΡΜΙΚΟΥ ΦΑΚΟΥ Στη μέθοδο αυτή το δείγμα τοποθετείται είτε πριν είτε αμέσως μετά την εστία ενός φακού και ένα ισχυρό σήμα διεγείρει τις ενεργειακές του στάθμες (σχήμα 3.3). Η αποδιέγερση γίνεται μέσω δονητικών μεταπτώσεων και συγκρούσεων ανάμεσα στα μόρια και ένα ποσοστό της ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα στο δείγμα. Σαν συνέπεια έχουμε μια αλλαγή στο δείκτη διάθλασης που εξαρτάται απ το χρόνο, η οποία ονομάζεται διαμόρφωση θερμικού φακού (Thermal Lensing). Η αλλαγή αυτή ανιχνεύεται με μια ασθενέστερη δέσμη laser διαφορετικής συχνότητας που δε συμπίπτει με τις συχνότητες απορρόφησης του υλικού. Η μεταβολή στην κατανομή μακρινού πεδίου της δέσμης ανίχνευσης παρακολουθείται με ανιχνευτή τοποθετημένο πίσω από μία μικρή οπή, σαν συνάρτηση του χρόνου. Ο λόγος του φωτός που απορροφάται ανά μονάδα μήκους για μία πολυφωτονική διαδικασία απορρόφησης είναι α=mnσ (m) Ι (m-1) όπου m ο αριθμός των φωτονίων που απορροφώνται κάθε φορά, Ν ο αριθμός των μορίων ανά cm 3, Ι η προσπίπτουσα ροή φωτονίων στο μήκος κύματος απορρόφησης σε photons cm 2 /S και σ (m) η ενεργός διατομή για την πολυφωτονική απορρόφηση σε cm 2m sec (m-1) molecules -1 photon (1-m). 32 / 89

33 Σχήμα 3.3. Πειραματική διάταξη για τη διαμόρφωση θερμικού φακού. Ο παλμός θέρμανσης οδηγεί σε αυτοεστίαση της δέσμης ανίχνευσης (κάθετα βέλη). Αν το δείγμα τοποθετηθεί στο Δ, πριν την εστία, δηλαδή, η δέσμη ανίχνευσης θα υποστεί εστίαση λόγω της θέρμανσης. Το προσεγγιστικό πλάτος της απόκρισης που προκύπτει αμέσως μετά τον παλμό θέρμανσης είναι 2Z ΔΙ(0) ανιχνευσης όπου f 0 η εστιακή απόσταση του φακού και Ζ η f 0 απόσταση της εστίας απο το δείγμα (θετική όταν το δείγμα είναι τοποθετημένο μετά την εστία και αρνητική όταν το δείγμα είναι ανάμεσα στο φακό και την εστία). Το χρονικά μεταβαλλόμενο σήμα φθίνει ως εξής: 2mt ΔΙ() t ανιχνευσης 1 tc 2 όπου t c μια θερμική χρονική σταθερά που εξαρτάται απ το υλικό και m ο αριθμός των φωτονίων που απορροφώνται κατά τη διέγερση. Η τεχνική της διαμόρφωσης θερμικού φακού έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για φασματοσκοπική ανάλυση ασθενών αποροφήσεων. Όμως, για πολύ αραιά διαλύματα η ερμηνεία των αποτελεσμάτων μπορεί να είναι δύσκολη. Η καλή επικάλυψη των δεσμών και η καλή χωρική ποιότητά τους έχουν μεγάλη σημασία για τη σωστή εξαγωγή 33 / 89

34 ποσοτικών αποτελεσμάτων. Η πιθανή ύπαρξη και άλλων διαδικασιών απορρόφησης και επιπρόσθετων μεταπτώσεων που συνεισφέρουν στην απορρόφηση θερμότητας απ το δείγμα κάνουν τη συνολική μελέτη πολυπλοκότερη. Μεγάλο ρόλο παίζει και η παρουσία του διαλύτη. Για να εξουδετερωθεί η συνεισφορά του εισάγεται μια κυψελίδα αναφοράς γεμάτη με το διαλύτη σε μια θέση αντίθετη του δείγματος ως προς την εστία. Τα πειραματικά αποτελέσματα μπορούν να τα επηρεάσουν και οι τυχούσες μη γραμμικότητες στο δείκτη διάθλασης. Τελικά, η μέθοδος περιορίζεται σε υλικά με ασθενείς διαθλαστικές μη γραμμικότητες ή μαζί με άλλες τεχνικές για το διαχωρισμό των συνεισφορών στο σήμα διαφορετικών διαδικασιών απορρόφησης ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΙΦΩΤΟΝΙΚΑ ΔΙΕΓΕΡΜΕΝΗΣ ΕΚΠΟΜΠΗΣ Οι τεχνικές μέτρησης της μη γραμμικής απορρόφησης έχει νόημα να χρησιμοποιηθούν για υλικά με αρκετά μεγάλη ενεργό διατομή διφωτονικής απορρόφησης και για μεγάλες εντάσεις διέγερσης έτσι ώστε η μεταβολή στη διάδοση να είναι της τάξης του % για να μπορούν να εξαχθούν αξιόπιστα πειραματικά αποτελέσματα (που να βρίσκονται πάνω απ τις τυπικές διακυμάνσεις της ισχύος των laser υψηλής ενέργειας). Για υλικά με μικρότερες ενεργούς διατομές μπορεί να χρησιμοποιηθεί η διφωτονικά διεγερμένη εκπομπή. Το δείγμα τότε διεγείρεται στο μισό μήκος κύματος της μη γραμμικής απορρόφησης και ο φθορισμός ανιχνεύεται στο κεντρικό μήκος κύματος του φάσματος της διφωτονικής εκπομπής. Το φάσμα καταγράφεται σαρώνοντας την ενέργεια ενώ το μήκος κύματος παρατήρησης είναι σταθερό. Είναι επίσης απαραίτητο να μετρηθούν τα φάσματα γραμμικής απορρόφησης και εκπομπής για να εξαχθούν απόλυτες τιμές του σ (2). Ο φθορισμός που οφείλεται σε διαδικασίες μονοφωτονικής απορρόφησης είναι: l /2 + (1) α ( z+ l/ 2) 1 F σ π 1 l /2 0 F n N dz 2 re I ( r, z)dr = όπου l το μήκος της κυψελίδας, n F (με 0 n F 1) η κβαντική απόδοση του φθορισμού, Ν ο αριθμός των μορίων ανά cm 3 34 / 89

35 και σ (1) η ενεργός διατομή της γραμμικής απορρόφησης. Όμως, το Νσ (1) είναι ο συντελεστής γραμμικής απορρόφησης α, οπότε ολοκληρώνοντας χωρικά την ένταση της δέσμης Ι 1 (r,x) είναι τελικά F 1 =n F E 1 (1-e -αl ) όπου Ε 1 η προσπίπτουσα ισχύς σε δεδομένο μήκος κύματος. Για διφωτονική απορρόφηση στο διπλάσιο μήκος κύματος ο φθορισμός είναι l /2 + (2) 2 2 = F σ π 2 l /2 0 F n N dz 2 ri ( r, z)dr όπου Ι 2 (r,z) η προσπίπτουσα ένταση στο μήκος κύματος της διφωτονικής απορρόφησης. Θεωρούμε πως στο μήκος κύματος αυτό η γραμμική απορρόφηση είναι αμελητέα. Γνωρίζοντας το φάσμα της γραμμικής απορρόφησης μπορούμε να βρούμε την κβαντική απόδοση, και μετά θεωρώντας την κατανομή της δέσμης γνωστή από το φάσμα του διφωτονικού φθορισμού υπολογίζεται η ενεργός διατομή της διφωτονικής απορρόφησης σ (2). Πρακτικά όμως, πρέπει να είναι γνωστές και άλλες παράμετροι όπως η οπτική ικανότητα συγκέντρωσης των φασματογράφων, το κέρδος των ανιχνευτών και η επίδραση διαδικασιών που μπορεί να μεταβάλουν το σήμα, για παράδειγμα της σκέδασης Rayleigh. 35 / 89

36 Σχήμα 3.4. Πειραματική διάταξη για την καταγραφή του φάσματος της διφωτονικής απορρόφησης με μέτρηση του φθορισμού. Ο προσδιορισμός των συντελεστών των διαφόρων συσκευών είναι δύσκολος και σαν συνέπεια τα φάσματα που δημοσιεύονται είναι πολλές φορές σχετικά και όχι απόλυτα, και συνήθως δίνεται για σύγκριση η τιμή της διφωτονικής ενεργού διατομής σε κάποιο συγκεκριμένο μήκος κύματος η οποία έχει μετρηθεί με άλλη μέθοδο. Άλλος τρόπος βαθμονόμησης είναι η χρήση ενός υλικού με γνωστή κβαντική απόδοση. Έτσι επιτυγχάνεται ακριβής προσδιορισμός της κβαντικής απόδοσης αγνώστων δειγμάτων με τη βοήθεια των γραμμικών φασμάτων φθορισμού τους. Όμως, για τον προσδιορισμό της διφωτονικής ενεργού διατομής πρέπει να είναι γνωστή η χωρική κατανομή της δέσμης. Για μικρή κβαντική απόδοση του φθορισμού απαιτούνται τεχνικές ανίχνευσης ευαίσθητες στην αλλαγή φάσης ή ανιχνευτές καταμέτρησης φωτονίων. Για ανίχνευση συνεχούς κύματος οι τεχνικές φθορισμού περιορίζονται σε υλικά με n F > / 89

37 Όταν οι διεγερμένες στάθμες που ανιχνεύονται είναι περισσότερες από μία, ίσως υπάρχουν δυσκολίες όσον αφορά τον προσδιορισμό της έντασης του φάσματος λόγω της παρουσίας μη ακτινοβολητικών αποδιεγέρσεων. Παραπάνω υποθέσαμε σιωπηρά πως στις εκφράσεις των F 1 και F 2 οι κβαντικές αποδόσεις για το μονοφωτονικό και διφωτονικό φθορισμό είναι ίδιες, κάτι όμως που δεν ισχύει όταν υπάρχουν μη ακτινοβολητικές αποδιεγέρσεις. Επίσης, φαινόμενα όπως η αυτοεστίαση και η διαμόρφωση θερμικού φακού που οφείλονται στην εστίαση της δέσμης διέγερσης σε πολύ μικρή κηλίδα για την αύξηση του διφωτονικού φθορισμού, κάνουν τους απόλυτους υπολογισμούς δύσκολους. Επιπλέον, το μέγεθος της κηλίδας μπορεί να μεταβάλλεται λόγω της σημαντικής εξάρτησης του δείκτη διάθλασης απ την προσπίπτουσα ένταση οπότε η ακριβής εκτίμηση της χωρικής κατανομής της δέσμης στο εσωτερικό του δείγματος είναι δύσκολη. Τέλος, δεν πρέπει να ξεχνάμε την αυτοαπορρόφηση καθώς μέρος του φθορισμού απορροφάται απο το υλικό και σαν συνέπεια μπορούν να εμφανιστούν μετατοπισμένες κορυφές στο φάσμα φθορισμού. 37 / 89

38 3.4 ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΔΙΦΩΤΟΝΙΚΟΥ ΙΟΝΙΣΜΟΥ Αν κατά τη διφωτονική απορρόφηση μία στάθμη διεγείρεται πάνω απ το επίπεδο ιονισμού τότε είναι πιθανή η δημιουργία ενός ζεύγους ιόντος-ηλεκτρονίου. Το ηλεκτρόνιο αυτό μπορεί να ανιχνευθεί πιο εύκολα με κάποιον ηλεκτρικό τρόπο παρά οπτικά. Στην αέρια φάση ένα πολωμένο ηλεκτρόδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συγκεντρώσει τα ηλεκτρόνια. Για στερεά υλικά μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη φωτοαγωγιμότητα, τοποθετώντας τα υλικά ανάμεσα σε μεταλλικά ηλεκτρόδια για την παρακολούθηση του μηχανισμού διέγερσης. Η χωρική κατανομή ΔΝ(x,t) της άμεσα διφωτονικά διεγερμένης στάθμης καθορίζεται απ τη σχέση d( ΔΝ(, )) (, ) σ d t ( ) (2) xt ΔΝ xt N0 2 + = 2 I xt T1 h ω (, ) όπου Τ 1 ο χρόνος αποδιέγερσης από τη διφωτονικά διεγερμένη στάθμη στη θεμελιώδη. Έχουμε κάνει την παραδοχή ότι η διαδικασία διέγερσης ιονισμού δεν επηρεάζει σημαντικά τον πληθυσμό Ν 0 της αρχικής θεμελιώδους στάθμης. Επίσης (σχήμα 3.5), είναι δυνατόν μόρια να ιονιστούν με διαδοχικές πολυφωτονικές απορροφήσεις. Αν μάλιστα το μήκος κύματος είναι κοντά σε κάποιον απ τους συντονισμούς του υλικού ο ιονισμός μπορεί να αυξηθεί ακόμα περισσότερο. 38 / 89

39 Σχήμα 3.5. Μερικές πιθανές διαδικασίες πολυφωτονικού ιονισμού. (1) Άμεση τριφωτονική διέγερση στη στάθμη ιονισμού. (2) Διφωτονική διέγερση που ακολουθείται από μία ακόμη διέγερση στο επίπεδο αυτοιονισμού. (3) Τρεις διαδοχικές μονοφωτονικές απορροφήσεις που οδηγούν στον ιονισμό. 39 / 89

40 Βιβλιογραφία πηγές: (1) Διδακτορική διατριβή Ιωάννη Ε. Πολύζου «Μελέτη πολυφωτονικών ιδιοτήτων ενώσεων του πυρυλίου με εφαρμογή στις τρισδιάστατες οπτικές μνήμες» (2) Shen, Y. A., The principles of nonlinear optics, John wiley, New york, 1984 (3) Kliger, D. S., Thermal lensing: A new spectroscopic tool Acc. Chem. Res., 13(5) (1980) 40 / 89

41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΔΙΦΩΤΟΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΑ H διφωτονική μικροσκοπία στηρίζεται σε δύο φαινόμενα: τη διφωτονική απορρόφηση και το φθορισμό. Η διαδικασία, σε γενικές γραμμές, είναι η εξής: εισάγουμε σε ένα δείγμα μία χρωστική που παρουσιάζει διφωτονική απορρόφηση για συγκεκριμένο μήκος κύματος. Ακτινοβολούμε μετά το δείγμα με φως του μήκος κύματος αυτού, η χρωστική διεγείρεται και κατόπιν αποδιεγείρεται δίνοντας φως με μεγαλύτερο μήκος κύματος, δηλαδή φθορισμό (σχήμα 4.1). Ξέροντας τώρα από ποιό σημείο προέρχεται ο φθορισμός μπορούμε να βγάλουμε συμπεράσματα για το δομή του δείγματος, τη χημική του σύνθεση κλπ. Σχήμα 4.1. Για να έχουμε φθορισμό, πρέπει πρώτα να έχουμε διέγερση σε ανώτερη στάθμη (με ένα, δύο ή περισσότερα φωτόνια). Κατόπιν συμβαίνει αποδιέγερση και έχουμε εκπομπή φωτός μεγαλύτερου μήκους κύματος. Βέβαια, υπάρχουν και άλλες μέθοδοι μικροσκοπίας που εκμεταλλεύονται το φθορισμό, όπως η συνεστιακή, η μέθοδος ευρέως πεδίου και άλλες. Όμως, η διφωτονική έχει το πλεονέκτημα πως σ αυτήν, η διέγερση γίνεται μόνο στο εστιακό σημείο (σχήμα 4.2), 41 / 89

42 οπότε και ο φθορισμός προέρχεται μόνο απο κει, κι έτσι μπορούμε να πετύχουμε καλύτερη ευκρίνεια. Επίσης, οι συχνότητες που χρησιμοποιούνται βρίσκονται στο εγγύς υπέρυθρο, και είναι συνήθως λιγότερο επιζήμιες για το δείγμα. Εκτός αυτού, μπορούν να φτάσουν σε μεγαλύτερο βάθος μέσα σ αυτό, επειδή υφίστανται μικρότερη σκέδαση σε σχέση με τις συχνότητες στο ορατό, που χρησιμοποιούνται στις άλλες μεθόδους. Σχήμα 4.2. Στη διφωτονική διέγερση (εδώ, της χρωστικής ARM II 42) η απορρόφηση γίνεται μόνο στο εστιακό σημείο (πάνω στην εικόνα) ενώ στη μονοφωτονική σε αρκετά μεγαλύτερο όγκο (κάτω στην εικόνα). Στη διφωτονική μικροσκοπία, σαρώνουμε τη δέσμη του laser πάνω στο υπό εξέταση δείγμα στο επίπεδο του δείγματος και στον κατακόρυφο άξονα, παίρνοντας έτσι μια τρισδιάστατη απεικόνιση. Στο επίπεδο του δείγματος (Χ-Υ) η σάρωση γίνεται με κάτοπτρα που κινούνται με γαλβανομετρικούς κινητήρες, ενώ στον άξονα Ζ (τον 42 / 89

43 κατακόρυφο, δηλαδή) με κίνηση πάνω-κάτω του αντικειμενικού φακού, που εστιάζει τη δέσμη laser πάνω στο δείγμα. Εναλλακτικά, μπορεί να κινείται το στήριγμα πάνω στο οποίο βρίσκεται το δείγμα, πάνω στον κατακόρυφο ή και σε όλους τους άξονες. Στα διφωτονικά μικροσκόπια, η ανίχνευση της ακτινοβολίας φθορισμού μπορεί να γίνει είτε με αποσάρωση είτε όχι, όπως φαίνεται στο σχήμα 4.3: Σχήμα 4.3. Διάταξη διφωτονικού μικροσκοπίου. Όταν χρησιμοποιούμε αποσάρωση, το εκπεμπόμενο απ το δείγμα φως (με μπλε) ακολουθεί την ίδια διαδρομή με το φως διέγερσης (με κόκκινο), πέφτοντας πάνω στους καθρέπτες προτού περάσει μέσω της συνεστιακής οπής στον ανιχνευτή (α). Όταν δεν 43 / 89

44 έχουμε αποσάρωση, μπορούμε να τοποθετήσουμε τον ανιχνευτή (που συνήθως είναι ένας φωτοπολλαπλασιαστής) σε πολλές διαφορετικές θέσεις. Όταν τον τοποθετούμε σε συζυγές με το δείγμα επίπεδο, ένας διχρωικός καθρέπτης τοποθετείται αμέσως μετά τον αντικειμενικό φακό (β), και ανακλά το εκπεμπόμενο φως μέσω ενός φακού μεταφοράς σε έναν ανιχνευτή που βρίσκεται πάνω σε επίπεδο συζυγές με το πίσω άνοιγμα του αντικειμενικού φακού. Άλλη επιλογή είναι να έχουμε έναν εξωτερικό ανιχνευτή που συλλέγει την ακτινοβολία κατευθείαν απο το δείγμα (γ). Τέλος, το εκπεμπόμενο φως μπορεί να εκτρέπεται απο έναν διχρωικό καθρέπτη σε μια κάμερα CCD, που βρίσκεται σε ενδιάμεσο επίπεδο (δ). Η τελευταία διαμόρφωση είναι κατάλληλη για γρήγορη συλλογή δεδομένων. Όταν δεν χρησιμοποιείται αποσάρωση, το βάθος διείσδυσης είναι πολύ μεγαλύτερο. Έχουμε συλλογή περισσότερων εκπεμπόμενων φωτονίων, λιγότερα οπτικά στοιχεία (φακούς, καθρέπτες κ.α.) και μικρότερη διαδρομή των φωτεινών ακτίνων, οπότε η σκόνη που υπάρχει στον αέρα επηρεάζει λιγότερο τις φωτεινές ακτίνες. Γενικά, η διφωτονική μικροσκοπία παρουσιάζει τα παρακάτω πλεονεκτήματα: Για μεγάλα βάθη μέσα στο δείγμα, έχουμε καλύτερο λόγο σήματος/θορύβου, αφού ο φθορισμός παράγεται μόνο απ το σημείο εστίασης. Έτσι επιτυγχάνεται καλύτερη αντίθεση. Μπορούμε να πετύχουμε απεικόνιση δειγμάτων που για μονοφωτονική ακτινοβολία παρουσιάζουν μεγάλη απορρόφηση και άρα δίνουν λίγο φθορισμό. Έχουμε μεγαλύτερη ευαισθησία κατά την ανίχνευση χρωστικών, αφού ο φθορισμός υποβάθρου είναι ελάχιστος έως ανύπαρκτος. Όλα τα εκπεμπόμενα φωτόνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απεικόνιση (τουλάχιστον θεωρητικά), αφού δε χρησιμοποιούνται οπές ή οπτικά αποσάρωσης που επιφέρουν απώλειες. Έτσι το σήμα που λαμβάνουμε είναι ισχυρότερο. Έχουμε διέγερση της χρωστικής μόνο στο σημείο εστίασης, οπότε η φωτοτοξικότητα μειώνεται. Μπορούμε έτσι να κάνουμε απεικόνιση ζωντανών ιστών, ακόμα και ολόκληρων ζώων. 44 / 89

45 Οι χρωστικές που χρειάζονται υπεριώδη μονοφωτονική ακτινοβολία για να διεγερθούν, μπορούν τώρα να διεγερθούν με μεγαλύτερο μήκος κύματος, έτσι μπορούμε να χρησιμοποιούμε φακούς χωρίς διόρθωση για υπεριώδες φως. Τα μειονεκτήματα τώρα της διφωτονικής μικροσκοπίας είναι τα εξής: Μπορεί να προκληθεί θερμική ζημιά στο δείγμα, αν αυτό απορροφά στα εκπεμπόμενα μήκη κύματος. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε συνδυασμό με φθορισμό. Προς το παρόν τα διφωτονικά μικροσκόπια είναι ακριβά. 45 / 89

46 Eικόνα από φλοιό εγκεφάλου ποντικιού σε όλο του σχεδόν το βάθος, παρμένη με τη βοήθεια διφωτονικού μικροσκοπίου 46 / 89

47 Δυο είναι κυρίως τα laser χρησιμοποιούνται στα διφωτονικά μικροσκόπια, με το πρώτο να χρησιμοποιείται πολύ περισσότερο απ το δεύτερο: Laser Ti:sapphire (Τιτανίου Ζαφείρου): Αυτά μπορούν να ρυθμιστούν για συνεχή ή παλμική λειτουργία, με ελάχιστο πλάτος παλμού γύρω στα 50 fsec, και συχνότητα παλμών μέχρι και 100 Mhz. Το μήκος κύματος του εκπεμπόμενου φωτός κυμαίνεται απο 650 έως 1100 nm, δηλαδή βρίσκεται στο ερυθρό και εγγύς υπέρυθρο μέρος του φάσματος. Στα περισσότερα απ αυτά η άντληση γίνεται με laser αργού. Επίσης τα laser αυτά απαιτούν ψύξη με νερό. Είναι γενικά πολύπλοκα και ακριβά. Laser νεοδυμίου φθοριδίου υττρίου-λιθίου(nd:ylf neodymium yttrium-lithium fluoride). Αυτά μπορούν να φτάσουν συχνότητα παλμών έως και 6 Κhz, με μήκος κύματος 1047 nm (που μπορεί χρησιμοποιώντας διπλασιασμό, τριπλασιασμό και τετραπλασιασμό συχνότητας να γίνει 523, 349 και 262 nm αντίστοιχα). Είναι πιο φθηνά απ τα προηγούμενα, αλλά τα διαθέσιμα μήκη κύματός τους είναι λίγα. 47 / 89

48 Μερικές απ τις πολλές χρωστικές που χρησιμοποιούνται στη διφωτονική μικροσκοπία φαίνονται στο σχήμα 4.4. Σχήμα 4.4. Μερικές απ τις χρωστικές που χρησιμοποιούνται στη διφωτονική μικροσκοπία 48 / 89

49 Ενώ οι διφωτονικές ενεργοί διατομές (οι οποίες δείχνουν πόσο καλή διφωτονική απορρόφηση παρουσιάζει η χρωστική) μερικών άλλων χρωστικών φαίνονται στο σχήμα 4.5. Σχήμα 4.5. Διφωτονικές ενεργοί διατομές μερικών χρωστικών που χρησιμοποιούνται στη διφωτονική μικροσκοπία. 49 / 89

50 Για την ιστορία, οι πρώτοι που κατασκεύασαν και χρησιμοποίησαν διφωτονικό μικροσκόπιο ήταν οι Winfried Denk, James Strickler και Watt W. Webb στο εργαστήριο του τελευταίου, στο πανεπιστήμιο του Cornell, το Βιβλιογραφία - πηγές: (1) (2) (3) micro.magnet.fsu.edu (4) (5) (6) belfield.cos.ucf.edu/one_vs_two-photon_excitation.html 50 / 89

51 KΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΦΩΤΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ Εικόνα 5.1. Φωτοδυναμική θεραπεία. Στη φωτοδυναμική θεραπεία, που χρησιμοποιείται, μεταξύ άλλων, για τη θεραπεία διάφορων μορφών καρκίνου, ακμής και ψωρίασης, εισάγουμε μια φωτοευαίσθητη ουσία (photosensitizer) στην περιοχή που θέλουμε να θεραπεύσουμε, ας πούμε έναν καρκινικό όγκο. Ακτινοβολούμε ύστερα την περιοχή με φως κατάλληλου μήκους κύματος, 51 / 89

52 χρησιμοποιώντας ένα laser και μια οπτική ίνα (ενδεχομένως μαζί με ένα ενδοσκόπιο, αν η περιοχή βρίσκεται εντός του ανθρώπινου σώματος) Εικόνα 5.1. Η φωτοευαίσθητη ουσία, τώρα, μεταπηδά συνήθως από μια θεμελιώδη singlet κατάσταση σε μια διεγερμένη singlet. Μετά, μέσω του μηχανισμού του intersystem crossing, μεταβαίνει σε μια διεγερμένη triplet κατάσταση, με μεγαλύτερο χρόνο ζωής. Οι ουσίες, εν τω μεταξύ, που υπάρχουν στους ιστούς σε θεμελιώδη triplet κατάσταση είναι λίγες και μια απ αυτές είναι το μοριακό οξυγόνο. Όταν ένα μόριο οξυγόνου βρίσκεται κοντά σε ένα μόριο της φωτοευαίσθητης ουσίας, έχουμε (με αρκετή πιθανότητα) μεταφορά ενέργειας, με αποτέλεσμα η φωτοευαίσθητη ουσία ν αποδιεγερθεί στη θεμελιώδη της κατάσταση και το μόριο του οξυγόνου να διεγερθεί σε singlet κατάσταση (σχήμα 5.2). Σχήμα 5.2. Η φωτοευαίσθητη ουσία (photosensitizer) διεγείρεται αρχικά (είτε μονοείτε διφωτονικά) απο μια θεμελιώδη singlet κατάσταση σε μια διεγερμένη Singlet κατάσταση. Μετά, μέσω του Intersystem Crossing μεταβαίνει σε μια διεγερμένη triplet κατάσταση με μεγαλύτερο χρόνο ζωής. Κατόπιν, μεταφέρει την ενέργειά της στο μοριακό οξυγόνο και αποδιεγείρεται στη θεμελιώδη της κατάσταση ενώ το οξυγόνο διεγείρεται σε singlet κατάσταση. 52 / 89

53 Το οξυγόνο στην κατάσταση αυτή είναι χημικά πολύ δραστικό και αντιδρά πολύ γρήγορα με τυχόν βιομόρια που βρίσκονται κοντά του (με ποιά ακριβώς εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το ποιά φωτοευαίσθητη ουσία χρησιμοποιείται). Τελικά, λόγω των αντιδράσεων αυτών επέρχεται ο θάνατος των καρκινικών κυττάρων. Βέβαια, επειδή το φως δε μπορεί να διεισδύσει πολύ βαθειά μέσα στους ιστούς, επιτυγχάνουμε θεραπεία μόνο στην επιφάνεια του δέρματος ή του ιστού γενικά και λίγο πιο κάτω. Μέχρι και κάποια χρόνια πριν, η φωτοδυναμική θεραπεία εκμεταλλευόταν τη μονοφωτονική απορρόφηση για να διεγείρει τη φωτοευαίσθητη ουσία. Όμως, τα τελευταία χρόνια γίνεται χρήση και της διφωτονικής απορρόφησης, καθώς σε αυτή έχουμε διέγερση της φωτοευαίσθητης ουσίας μόνο στο εστιακό σημείο. Αυτό αποτελεί πλεονέκτημα επειδή δεν είναι πάντα εύκολο να εισάγουμε την ουσία μόνο στην περιοχή του άρρωστου ιστού. Έτσι, όταν έχουμε μονοφωτονική απορρόφηση, έχουμε ενδεχομένως καταστροφή και υγιών κυττάρων, επειδή η διέγερση γίνεται σε όλο τον όγκο που περνά το φως, σε αντίθεση με τη διφωτονική. Επίσης, στη μονοφωτονική απορρόφηση το φως από μόνο του μπορεί να καταστρέψει τους υγιείς ιστούς. Στη διφωτονική αυτό δε συμβαίνει καθώς το φως έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος (στο εγγύς υπέρυθρο). Επιπλέον, λόγω του μεγαλύτερου μήκους κύματος, το φως μπορεί να διεισδύσει βαθύτερα. Το laser που χρησιμοποιείται συνήθως στη διφωτονική φωτοδυναμική θεραπεία είναι το Ti:Sapphire. 53 / 89

54 Δύο δε χρωστικές που χρησιμοποιούνται είναι οι Photophrin (σχήμα 5.3) και Visudyne (σχήμα 5.4). Σχήμα 5.3. Χρωστική Photophrin. Σχήμα 5.4. Χρωστική Visudyne. 54 / 89

55 Βιβλιογραφία πηγές: (1) (2) Christian Benedikt Nielsen PhD thesis April 2005 The development of efficient two-photon singlet oxygen sensitizers 55 / 89

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΔΙΦΩΤΟΝΙΚΟΣ ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΣ Ο διφωτονικός πολυμερισμός στηρίζεται σε δύο φαινόμενα. Πρώτον, στη διφωτονική απορρόφηση, φυσικά, και δεύτερον, στο φωτοπολυμερισμό, που είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ένα υλικό που αρχικά αποτελείται από μονομερή και είναι παχύρρευστο υγρό ή gel, μετά την πρόσπτωση σ αυτό φωτός πολυμερίζεται στο σημείο που πέφτει το φως και στερεοποιείται. Κατόπιν, γίνεται επεξεργασία με κάποιον διαλύτη (πχ οινόπνευμα ή ακετόνη) και απομακρύνεται το ανεπιθύμητο υλικό (σχήμα 6.1). Σχήμα 6.1. Διαδικασία κατασκευής με τη βοήθεια του διφωτονικού πολυμερισμού. Πρώτα, με ένα laser, στερεοποιούμε τα μέρη του υλικού που θέλουμε. Μετά, ξεπλένουμε το υλικό με έναν διαλύτη ώστε να απομακρυνθεί το υλικό που δεν έχει στερεοποιηθεί για να μείνει, τελικά, η κατασκευή μας. Τα φωτοευαίσθητα υλικά (photoresists) που χρησιμοποιούνται στο φωτοπολυμερισμό αποτελούνται συνήθως από δύο συστατικά. Τους φωτοεκκινητές (photoinitiators), ουσίες που με την πρόσπτωση σε αυτές φωτός αλλάζουν τη χημική τους δομή και 56 / 89

57 προκαλούν πολυμερισμό στο δεύτερο συστατικό, τα μονομερή. Τα δεύτερα κατ αναλογία είναι πολύ περισσότερα από τα πρώτα. Στο σχήμα 6.2 φαίνεται η χημική δομή μερικών φωτοεκκινητών και μερικών μονομερών που χρησιμοποιούνται στο διφωτονικό πολυμερισμό. Σχήμα 6.2. Μερικοί φωτοεκκινητές και μονομερή που χρησιμοποιούνται στο διφωτονικό πολυμερισμό. Υπάρχουν δύο ειδών photoresists. 1) Αρνητικού τόνου (negative tone), όπου η επεξεργασία με διαλύτη απομακρύνει το υλικό που δεν έχει πολυμεριστεί, και θετικού τόνου (positive tone), όπου ο διαλύτης απομακρύνει το υλικό που έχει πολυμεριστεί. 57 / 89

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ LASER ΤΜΗΜΑ ΟΠΤΙΚΗΣ & ΟΠΤΟΜΕΤΡΙΑΣ ΑΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ «Ίσως το φως θα ναι μια νέα τυραννία. Ποιος ξέρει τι καινούρια πράγματα θα δείξει.» Κ.Π.Καβάφης ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ LASER Εισαγωγικές Έννοιες

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES)

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES) ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ (SPECTROMETRIC TECHNIQUES) ΑΘΗΝΑ, ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2014 ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ Στηρίζονται στις αλληλεπιδράσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με την ύλη. Φασματομετρία=

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 LASER. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 LASER. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13 Μαρία Κατσικίνη katsiki@auth.gr users.auth.gr/~katsiki Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Ενίσχυση Φωτός με Επαγόμενη Εκπομπή Ακτινοβολίας wikipedia Το πρώτο κατασκευάστηκε

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΥΜΑΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΥΜΑΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΦΑΣΜΑΤΟΜΕΤΡΙΑ: Μέτρηση της έντασης της (συνήθως) ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με (φωτοηλεκτρικούς ήάλλους κατάλληλους) μεταλλάκτες, μετάτην αλληλεπίδραση της με

Διαβάστε περισσότερα

Ακτίνες Χ (Roentgen) Κ.-Α. Θ. Θωμά

Ακτίνες Χ (Roentgen) Κ.-Α. Θ. Θωμά Ακτίνες Χ (Roentgen) Είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μήκος κύματος μεταξύ 10 nm και 0.01 nm, δηλαδή περίπου 10 4 φορές μικρότερο από το μήκος κύματος της ορατής ακτινοβολίας. ( Φάσμα ηλεκτρομαγνητικής

Διαβάστε περισσότερα

Νέα Οπτικά Μικροσκόπια

Νέα Οπτικά Μικροσκόπια Νέα Οπτικά Μικροσκόπια Αντίθεση εικόνας (contrast) Αντίθεση πλάτους Αντίθεση φάσης Αντίθεση εικόνας =100 x (Ι υποβ -Ι δειγμα )/ Ι υποβ Μικροσκοπία φθορισμού (Χρησιμοποιεί φθορίζουσες χρωστικές για το

Διαβάστε περισσότερα

Πως διαδίδονται τα Η/Μ κύματα σε διαφανή διηλεκτρικά?

Πως διαδίδονται τα Η/Μ κύματα σε διαφανή διηλεκτρικά? Πως διαδίδονται τα Η/Μ κύματα σε διαφανή διηλεκτρικά? (Μη-μαγνητικά, μη-αγώγιμα, διαφανή στερεά ή υγρά με πυκνή, σχετικά κανονική διάταξη δομικών λίθων). Γραμμικά πολωμένο κύμα προσπίπτει σε ηλεκτρόνιο

Διαβάστε περισσότερα

Ατομικές θεωρίες (πρότυπα)

Ατομικές θεωρίες (πρότυπα) Ατομικές θεωρίες (πρότυπα) 1. Αρχαίοι Έλληνες ατομικοί : η πρώτη θεωρία που διατυπώθηκε παγκοσμίως (καθαρά φιλοσοφική, αφού δεν στηριζόταν σε καμιά πειραματική παρατήρηση). Δημόκριτος (Λεύκιπος, Επίκουρος)

Διαβάστε περισσότερα

Μονάδες 4. Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες 8

Μονάδες 4. Β) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες 8 Β.1 Μονοχρωματική δέσμη φωτός, περνάει από τον αέρα σε ένα κομμάτι γυαλί. Το μήκος κύματος της δέσμης φωτός όταν αυτή περάσει από τον αέρα στο γυαλί: α. θα αυξηθεί β. θα μειωθεί γ. θα παραμείνει αμετάβλητο

Διαβάστε περισσότερα

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή:

Α1. Πράσινο και κίτρινο φως προσπίπτουν ταυτόχρονα και µε την ίδια γωνία πρόσπτωσης σε γυάλινο πρίσµα. Ποιά από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή: 54 Χρόνια ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΣΑΒΒΑΪΔΗ-ΜΑΝΩΛΑΡΑΚΗ ΠΑΓΚΡΑΤΙ : Φιλολάου & Εκφαντίδου 26 : Τηλ.: 2107601470 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2014 ΘΕΜΑ Α Α1. Πράσινο και κίτρινο φως

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Υλικό Φυσικής-Χημείας 1 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ Υλικό Φυσικής-Χημείας 2 Το Φως 1) Δέσμη λευκού φωτός προσπίπτει στην επιφάνεια ενός πρίσματος όπως δείχνει το σχήμα και κατά την έξοδο από

Διαβάστε περισσότερα

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου

Οργανική Χημεία. Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου Οργανική Χημεία Κεφάλαια 12 &13: Φασματοσκοπία μαζών και υπερύθρου 1. Γενικά Δυνατότητα προσδιορισμού δομών με σαφήνεια χρησιμοποιώντας τεχνικές φασματοσκοπίας Φασματοσκοπία μαζών Μέγεθος, μοριακός τύπος

Διαβάστε περισσότερα

7 σειρά ασκήσεων. Για την επίλυση των προβλημάτων να θεωρηθούν γνωστά: σταθερά του Planck 6,63 10-34 J s, ταχύτητα του φωτός στον αέρα 3 10 8 m/s

7 σειρά ασκήσεων. Για την επίλυση των προβλημάτων να θεωρηθούν γνωστά: σταθερά του Planck 6,63 10-34 J s, ταχύτητα του φωτός στον αέρα 3 10 8 m/s η 7 σειρά ασκήσεων Για την επίλυση των προβλημάτων να θεωρηθούν γνωστά: σταθερά του Planck 6,63 10-34 J s, ταχύτητα του φωτός στον αέρα 3 10 8 m/s 1. Εξηγήστε γιατί, όταν φως διαπερνά μία διαχωριστική

Διαβάστε περισσότερα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014 ΤΑΞΗ: ΜΑΘΗΜΑ: Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΘΕΜΑ Α Ηµεροµηνία: Κυριακή 13 Απριλίου 2014 ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ 1. ύο µονοχρωµατικές ακτινοβολίες Α και Β µε µήκη κύµατος στο κενό

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή σε οπτική και μικροσκοπία

Εισαγωγή σε οπτική και μικροσκοπία Εισαγωγή σε οπτική και μικροσκοπία Eukaryotic cells Microscope Cancer Μικροσκόπια Microscopes Ποια είδη υπάρχουν (και γιατί) Πώς λειτουργούν (βασικές αρχές) Πώς και ποια μικροσκόπια μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε

Διαβάστε περισσότερα

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÎÕÓÔÑÁ

Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ÎÕÓÔÑÁ 1 Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό κάθε µιας από τις παρακάτω ερωτήσεις 1- και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση 1. Ο ραδιενεργός

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιμέλεια: Ομάδα Φυσικών της Ώθησης

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιμέλεια: Ομάδα Φυσικών της Ώθησης ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Επιμέλεια: Ομάδα Φυσικών της Ώθησης 1 Τετάρτη, 20 Μα ου 2015 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ Στις ημιτελείς προτάσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και δίπλα

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις - 4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και, δίπλα, το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή φράση η οποία συμπληρώνει σωστά την ημιτελή

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΜΠΤΗ 22 MAΪΟΥ 2008 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε

Διαβάστε περισσότερα

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΚΑΙ ΥΛΗΣ

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΚΑΙ ΥΛΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΚΑΙ ΥΛΗΣ Όταν οι ακτίνες Χ περνούν μέσα από την ύλη (πχ το σώμα του ασθενή) μπορεί να συμβεί οποιοδήποτε από τα 4 φαινόμενα που αναλύονται στις επόμενες σελίδες. Πρέπει να γίνει

Διαβάστε περισσότερα

Το Φως Είναι Εγκάρσιο Κύμα!

Το Φως Είναι Εγκάρσιο Κύμα! ΓΙΩΡΓΟΣ ΑΣΗΜΕΛΛΗΣ Μαθήματα Οπτικής 3. Πόλωση Το Φως Είναι Εγκάρσιο Κύμα! Αυτό που βλέπουμε με τα μάτια μας ή ανιχνεύουμε με αισθητήρες είναι το αποτέλεσμα που προκύπτει όταν φως με συγκεκριμένο χρώμα -είδος,

Διαβάστε περισσότερα

ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ Ι. ΦΡΕΝΤΖΟΣ. 6 ο ΕΤΟΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ (2004-05) του Ε.Κ.Π.Α. ΕΡΓΑΣΙΑ

ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ Ι. ΦΡΕΝΤΖΟΣ. 6 ο ΕΤΟΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ (2004-05) του Ε.Κ.Π.Α. ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ Ι. ΦΡΕΝΤΖΟΣ 6 ο ΕΤΟΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ (2004-05) του Ε.Κ.Π.Α. ΕΡΓΑΣΙΑ 148 ΑΡΧΕΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΩΝ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΤΩΝ ΥΠΕΡΗΧΩΝ ΣΤΗ ΜΑΙΕΥΤΙΚΗ Γ ΜΑΙΕΥΤΙΚΗ ΚΑΙ ΓΥΝΑΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΑΝ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Δ. ΚΑΣΣΑΝΟΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Με τον όρο αυτό ονοµάζουµε την τεχνική ποιοτικής και ποσοτικής ανάλυσης ουσιών µε βάση το µήκος κύµατος και το ποσοστό απορρόφησης της ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ ΤΑΞΗ: ΜΑΘΗΜΑ: Β ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Ηµεροµηνία: Κυριακή 3 Μαΐου 015 ιάρκεια Εξέτασης: ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ A Στις ηµιτελείς προτάσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο Οπτικής ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ

Εργαστήριο Οπτικής ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Μάκης Αγγελακέρης 010 Σκοπός της άσκησης Να μπορείτε να εξηγήσετε το φαινόμενο της Συμβολής και κάτω από ποιες προϋποθέσεις δύο δέσμες φωτός, μπορεί να συμβάλουν. Να μπορείτε να περιγράψετε

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή Στοιχεία Θεωρίας

Εισαγωγή Στοιχεία Θεωρίας Εισαγωγή Σκοπός της άσκησης αυτής είναι η εισαγωγή στην τεχνογνωσία των οπτικών ινών και η μελέτη τους κατά τη διάδοση μιας δέσμης laser. Συγκεκριμένα μελετάται η εξασθένιση που υφίσταται το σήμα στην

Διαβάστε περισσότερα

Οι δύο θεμελιώδεις παράμετροι προσδιορισμού της ταχύτητας του φωτός στο κενό: Διηλεκτρική σταθερά ε0 Μαγνητική διαπερατότητα μ0

Οι δύο θεμελιώδεις παράμετροι προσδιορισμού της ταχύτητας του φωτός στο κενό: Διηλεκτρική σταθερά ε0 Μαγνητική διαπερατότητα μ0 Οι δύο θεμελιώδεις παράμετροι προσδιορισμού της ταχύτητας του φωτός στο κενό: Διηλεκτρική σταθερά ε0 Μαγνητική διαπερατότητα μ0 1 c 0 0 Όταν το φως αλληλεπιδρά με την ύλη, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο του

Διαβάστε περισσότερα

Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου στον αέρα.

Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου στον αέρα. Α2 Μέτρηση της ταχύτητας του ήχου στον αέρα. 1 Σκοπός Στο πείραμα αυτό θα μελετηθεί η συμπεριφορά των στάσιμων ηχητικών κυμάτων σε σωλήνα με αισθητοποίηση του φαινομένου του ηχητικού συντονισμού. Επίσης

Διαβάστε περισσότερα

Λαµπρότερα Lasers στην τεχνολογία του αύριο

Λαµπρότερα Lasers στην τεχνολογία του αύριο Λαµπρότερα Lasers στην τεχνολογία του αύριο Επιστήµονες και µηχανικοί από όλη την Ευρώπη έχουν ενώσει τις δυνάµεις τους σε µία µοναδική κοινή προσπάθεια µε στόχο την ανάπτυξη µιας νέας γενιάς lasers υψηλής

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 0 ΜΑΪΟΥ 015 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) Θέμα Α Στις ερωτήσεις Α1-Α4

Διαβάστε περισσότερα

Μικροσκοπία Φθορισμού Μέρος 2 ο

Μικροσκοπία Φθορισμού Μέρος 2 ο Μικροσκοπία Φθορισμού Μέρος 2 ο Φθορισμός Excited state excitation shorter wavelength, higher energy emission longer wavelength, less energy Ground state Φάσματα απορρόφησης και εκπομπής φθοριζόντων μορίων

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη της ακτινοβολίας γ µε τη βοήθεια απαριθµητή Geiger - Muller

Μελέτη της ακτινοβολίας γ µε τη βοήθεια απαριθµητή Geiger - Muller ΑΠ1 Μελέτη της ακτινοβολίας γ µε τη βοήθεια απαριθµητή Geiger - Muller 1. Σκοπός Στην άσκηση αυτή γίνεται µελέτη της εξασθενήσεως της ακτινοβολίας γ (ραδιενεργός πηγή Co 60 ) µε την βοήθεια απαριθµητή

Διαβάστε περισσότερα

ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1 0-7146

ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1 0-7146 Φωτονικά Υλικά ιδάσκων: Λευτέρης Λοιδωρίκης Π1 0-7146 Τεχνολογίες φωτός σήμερα Το φώς έχει εισχωρήσει προ πολλού στη ζωή μας Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Καλύπτει πολύ μεγάλο φάσμα Συστατικά τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

Επαναληπτικό διαγώνισµα στα Κύµατα

Επαναληπτικό διαγώνισµα στα Κύµατα ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΙΧΜΙΟ 1 Επαναληπτικό διαγώνισµα στα Κύµατα Θέµα 1 0 Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Διαβάστε περισσότερα

1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ

1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΗΣ ΘΕΤΙΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΗΣ ΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΕΙΟΥ Θέμα ο. ύλινδρος περιστρέφεται γύρω από άξονα που διέρχεται από το κέντρο μάζας του με γωνιακή ταχύτητα ω. Αν ο συγκεκριμένος κύλινδρος περιστρεφόταν

Διαβάστε περισσότερα

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια Εσωτερική ενέργεια:

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια Εσωτερική ενέργεια: ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια (όπως ορίζεται στη μελέτη της μηχανικής τέτοιων σωμάτων): Η ενέργεια που οφείλεται σε αλληλεπιδράσεις και κινήσεις ολόκληρου του μακροσκοπικού σώματος, όπως η μετατόπιση

Διαβάστε περισσότερα

Φασματοσκοπία πρίσματος Βαθμονόμηση Φασματοσκόπιου και ταυτοποίηση αερίου από το φάσμα του

Φασματοσκοπία πρίσματος Βαθμονόμηση Φασματοσκόπιου και ταυτοποίηση αερίου από το φάσμα του Σκοπός Μέθοδος 14 Φασματοσκοπία πρίσματος Βαθμονόμηση Φασματοσκόπιου και ταυτοποίηση αερίου από το φάσμα του Η άσκηση αυτή αποσκοπεί στην κατανόηση της αρχή λειτουργίας του οπτικού φασματοσκόπιου και στην

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 2. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Με τον όρο ακτινοβολία

Διαβάστε περισσότερα

Βαθμολογία φασματοσκοπίου και προσδιορισμός φασμάτων εκπομπής και απορρόφησης.

Βαθμολογία φασματοσκοπίου και προσδιορισμός φασμάτων εκπομπής και απορρόφησης. Ο9 Βαθμολογία φασματοσκοπίου και προσδιορισμός φασμάτων εκπομπής και απορρόφησης. 1 Σκοπός Όταν αναλύεται το φως που εκπέμπεται από ένα σώμα τότε λαμβάνεται το φάσμα του. Ειδικά το φάσμα των αερίων αποτελείται

Διαβάστε περισσότερα

ιάθλαση. Ολική ανάκλαση. ιάδοση µέσα σε κυµατοδηγό.

ιάθλαση. Ολική ανάκλαση. ιάδοση µέσα σε κυµατοδηγό. ρ. Χ. Βοζίκης Εργαστήριο Φυσικής ΙΙ 91 9. Άσκηση 9 ιάθλαση. Ολική ανάκλαση. ιάδοση µέσα σε κυµατοδηγό. 9.1 Σκοπός της εργαστηριακής άσκησης Σκοπός της άσκησης είναι η γνωριµία των σπουδαστών µε τα φαινόµενα

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο31 Εξισώσεις Maxwellκαι ΗλεκτροµαγνητικάΚύµατα. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Κεφάλαιο31 Εξισώσεις Maxwellκαι ΗλεκτροµαγνητικάΚύµατα. Copyright 2009 Pearson Education, Inc. Κεφάλαιο31 Εξισώσεις Maxwellκαι ΗλεκτροµαγνητικάΚύµατα ΠεριεχόµεναΚεφαλαίου 31 Τα µεταβαλλόµενα ηλεκτρικά πεδία παράγουν µαγνητικά πεδία. Ο Νόµος του Ampère-Ρεύµα µετατόπισης Νόµος του Gauss s στο µαγνητισµό

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΙ ΘΕΜΑ 1 ο (βαθµοί 2) Σώµα µε µάζα m=5,00 kg είναι προσαρµοσµένο στο ελεύθερο άκρο ενός κατακόρυφου ελατηρίου και ταλαντώνεται εκτελώντας πέντε (5) πλήρης ταλαντώσεις σε χρονικό

Διαβάστε περισσότερα

1. ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΜΕ ΙΣΟΤΟΠΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΙΟΝΤΙΖΟΥΣΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ

1. ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΜΕ ΙΣΟΤΟΠΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΙΟΝΤΙΖΟΥΣΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ 1. ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΜΕ ΙΣΟΤΟΠΑ 1 x y 1. γ-κάµερα ή Κύκλωµα Πύλης Αναλυτής Ύψους Παλµών z κάµερα Anger (H. Anger, Berkeley, 1958) Λογικό Κύκλωµα Θέσης ιάταξη Φωτοπολλαπλασιαστών Μολύβδινη Θωράκιση

Διαβάστε περισσότερα

6. ΘΕΡΜΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ

6. ΘΕΡΜΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ 6-1 6. ΘΕΡΜΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ 6.1. ΙΑ ΟΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Πολλές βιοµηχανικές εφαρµογές των πολυµερών αφορούν τη διάδοση της θερµότητας µέσα από αυτά ή γύρω από αυτά. Πολλά πολυµερή χρησιµοποιούνται

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΚΛΑΣΗ. β' νόμος της ανάκλασης: Η γωνία πρόσπτωσης και η γωνία ανάκλασης είναι ίσες.

ΑΝΑΚΛΑΣΗ. β' νόμος της ανάκλασης: Η γωνία πρόσπτωσης και η γωνία ανάκλασης είναι ίσες. ΑΝΑΚΛΑΣΗ Η ακτίνα (ή η δέσμη) πριν ανακλασθεί ονομάζεται προσπίπτουσα ή αρχική, ενώ μετά την ανάκλαση ονομάζεται ανακλώμενη. Η γωνία που σχηματίζει η προσπίπτουσα με την κάθετη στην επιφάνεια στο σημείο

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ Θέμα Α ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 9 ΜΑΪΟΥ 015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΑΙ

Διαβάστε περισσότερα

r r r r r r r r r r r Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

r r r r r r r r r r r Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΠΑΛ (ΟΜΑ Α Β ) ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 0 ΜΑÏΟΥ 011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΑΙ

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 9 Μάθημα: ΦΥΣΙΚΗ 4ωρο Τ.Σ. Ημερομηνία και ώρα εξέτασης: Τρίτη Ιουνίου 9 11. 14. ΤΟ

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ

ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΠΡΑΚΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΡΟΓΡΑΜΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΡΑΚΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ Σελίδα 1 από 16 1. Το φως 1.1. Η φύση του φωτός Οι μαθητές και μαθήτριες να: 5 1.1.1. Η κυματική φύση του φωτός. Ηλεκτρομαγνητική

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 9 ΜΑΪΟΥ 015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΑΙ ΤΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών και Μετάδοσης Σύστημα μετάδοσης με οπτικές ίνες Tο οπτικό φέρον κύμα μπορεί να διαμορφωθεί είτε από αναλογικό

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΠΡΑΞΗ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ - ΚΥΜΑΤΑ

ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΠΡΑΞΗ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ - ΚΥΜΑΤΑ ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΠΡΑΞΗ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ: ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ - ΚΥΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α : Για να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις πολλαπλής

Διαβάστε περισσότερα

: Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. : Φυσική γενικής παιδείας. Εξεταστέα Ύλη : : ΝΙΚΟΛΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ. Ημερομηνία : 07-12-2014 ΘΕΜΑ 1 Ο

: Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. : Φυσική γενικής παιδείας. Εξεταστέα Ύλη : : ΝΙΚΟΛΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ. Ημερομηνία : 07-12-2014 ΘΕΜΑ 1 Ο Τάξη Μάθημα : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ : Φυσική γενικής παιδείας Εξεταστέα Ύλη : Καθηγητής : ΝΙΚΟΛΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ Ημερομηνία : 07-12-2014 ΘΕΜΑ 1 Ο Στις παρακάτω ερωτήσεις να βρείτε τη σωστή απάντηση: Α. Σύμφωνα με το

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη των χαρακτηριστικών της β - ραδιενεργού εκποµπής

Μελέτη των χαρακτηριστικών της β - ραδιενεργού εκποµπής ΑΠ2 Μελέτη των χαρακτηριστικών της β - ραδιενεργού εκποµπής 1. Σκοπός Η εργαστηριακή αυτή άσκηση µελετά τα χαρακτηριστικά της β - ακτινοβολίας. Πιο συγκεκριµένα υπολογίζεται πειραµατικά η εµβέλεια των

Διαβάστε περισσότερα

1. Πειραματική διάταξη

1. Πειραματική διάταξη 1. Πειραματική διάταξη 1.1 Περιγραφή της διάταξης Η διάταξη του πειράματος αποτελείται από έναν αερόδρομο και ένα ή δύο κινητά τα οποία είναι συζευγμένα μέσω ελατήριου. Η κίνηση των ταλαντωτών καταγράφεται

Διαβάστε περισσότερα

KYMATA Ανάκλαση - Μετάδοση

KYMATA Ανάκλαση - Μετάδοση ΦΥΣ 131 - Διαλ.34 1 KYMATA Ανάκλαση - Μετάδοση q Παλµός πάνω σε χορδή: Ένα άκρο της σταθερό (δεµένο) Προσπίπτων Ο παλµός ασκεί µια δύναµη προς τα πάνω στον τοίχο ο οποίος ασκεί µια δύναµη προς τα κάτω

Διαβάστε περισσότερα

Το λέιζερ είναι η εξαναγκασμένη εκπομπή φωτονίων από ένα ενεργό μέσο (το οποίο μπορεί να είναι αέριο, υγρό ή στερεό).

Το λέιζερ είναι η εξαναγκασμένη εκπομπή φωτονίων από ένα ενεργό μέσο (το οποίο μπορεί να είναι αέριο, υγρό ή στερεό). Φασματοσκοπία με Λέιζερ (Laser: Light Amplification by the Stimulated Emission Radiation) Το λέιζερ είναι η εξαναγκασμένη εκπομπή φωτονίων από ένα ενεργό μέσο (το οποίο μπορεί να είναι αέριο, υγρό ή στερεό).

Διαβάστε περισσότερα

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι Τι είναι αέριο; Λέμε ότι μία ουσία βρίσκεται στην αέρια κατάσταση όταν αυθόρμητα

Διαβάστε περισσότερα

Λαμπτήρες Μαγνητικής Επαγωγής

Λαμπτήρες Μαγνητικής Επαγωγής Φωτισμός οδοποιίας, πάρκων, πλατειών ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ-ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΦΩΤΙΣΤΙΚΩΝ ΔΙΑΤΑΞΕΩΝ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΠΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ LED Λαμπτήρες Μαγνητικής Επαγωγής Light Emitting Diodes LED Αρχή λειτουργίας

Διαβάστε περισσότερα

Φυσικές Αρχές συστημάτων PET/CT Ποζιτρονιακή τομογραφία / Αξονική τομογραφία

Φυσικές Αρχές συστημάτων PET/CT Ποζιτρονιακή τομογραφία / Αξονική τομογραφία Φυσικές Αρχές συστημάτων PET/CT Ποζιτρονιακή τομογραφία / Αξονική τομογραφία Για την καλύτερη διερεύνηση του εσωτερικού του σώματος Μαρία Λύρα Γεωργοσοπούλου Πανεπιστήμιο Αθηνών Το ποζιτρόνιο ψάχνει για

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 15 Κίνηση Κυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Κεφάλαιο 15 Κίνηση Κυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc. Κεφάλαιο 15 Κίνηση Κυµάτων Περιεχόµενα Κεφαλαίου 15 Χαρακτηριστικά των Κυµάτων Είδη κυµάτων: Διαµήκη και Εγκάρσια Μεταφορά ενέργειας µε κύµατα Μαθηµατική Περιγραφή της Διάδοσης κυµάτων Η Εξίσωση του Κύµατος

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. A2. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε ένα άτομο που χαρακτηρίζεται από τους κβαντικούς αριθμούς n = 2 και m l = 0 είναι: α. 4 β.3 γ.2 δ.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. A2. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε ένα άτομο που χαρακτηρίζεται από τους κβαντικούς αριθμούς n = 2 και m l = 0 είναι: α. 4 β.3 γ.2 δ. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτσεις Α1 έως και Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστ απάντηση. Α1. Ένα τροχιακό χαρακτηρίζεται από τους κβαντικούς

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014. 8:00-11:00 π.μ.

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014. 8:00-11:00 π.μ. ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 014 Μάθημα: ΦΥΣΙΚΗ Ημερομηνία και ώρα εξέτασης: Δευτέρα, 6 Μαΐου 014 8:00-11:00 π.μ.

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο Οπτικής ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ. Μάκης Αγγελακέρης 2010

Εργαστήριο Οπτικής ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ. Μάκης Αγγελακέρης 2010 ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Μάκης Αγγελακέρης 2010 Σκοπός της άσκησης Να μπορείτε να περιγράψετε ποιοτικά το φαινόμενο της περίθλασης του φωτός καθώς επίσης να μπορείτε να διακρίνετε τις συνθήκες που χαρακτηρίζουν

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική και Τεχνολογία των laser 6 o εξάμηνο, ΣΕΜΦΕ

Φυσική και Τεχνολογία των laser 6 o εξάμηνο, ΣΕΜΦΕ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Φυσική και Τεχνολογία των laser 6 o εξάμηνο, ΣΕΜΦΕ Ασκήσεις Αθήνα, 2012 Περιεχόμενα 1 Άσκηση 1 3 2 Άσκηση 2 4 3 Άσκηση 3

Διαβάστε περισσότερα

Μεταφορά Ενέργειας με Ακτινοβολία

Μεταφορά Ενέργειας με Ακτινοβολία ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Εργαστηριακή Άσκηση: Μεταφορά Ενέργειας με Ακτινοβολία Σκοπός της Εργαστηριακής Άσκησης: Να προσδιοριστεί ο τρόπος με τον οποίο μεταλλικά κουτιά με επιφάνειες διαφορετικού

Διαβάστε περισσότερα

Μονάδες 5. Μονάδες 5. Μονάδες 5. Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

Μονάδες 5. Μονάδες 5. Μονάδες 5. Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΘΕΜΑ ο ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ου ΓΕΛ ΠΕΤΡΟΥΠΟΛΗΣ ΔΕΥΤΕΡΑ 3 ΜΑΪΟΥ 200 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΠΕΝΤΕ () Να γράψετε στο τετράδιό

Διαβάστε περισσότερα

Η ανακλαστικότητα των φωτοβολταϊκών πλαισίων

Η ανακλαστικότητα των φωτοβολταϊκών πλαισίων Η ανακλαστικότητα των φωτοβολταϊκών πλαισίων Γ Έκδοση Ιανουάριος 2009 Το παρόν κείμενο αποτελεί αναδημοσίευση των βασικών σημείων από τη Μελέτη για την Αντανακλαστικότητα Φωτοβολταϊκών Πλαισίων Τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

Tι είναι η κβαντική Φυσική

Tι είναι η κβαντική Φυσική Tι είναι η κβαντική Φυσική Η κβαντική Θεωρία είναι η μεγαλύτερη πνευματική δημιουργία του ανθρώπου αλλά συγχρόνως και η πιο παράξενη θεωρία η οποία αντιβαίνει σε πολλά από τη καθημερινή μας εμπειρία. Στη

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 4.10: Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα

Μάθημα 4.10: Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Κεφάλαιο 4 ο Ο Προσωπικός Υπολογιστής Μάθημα 4.10: Οπτικά Αποθηκευτικά Μέσα Όταν ολοκληρώσεις το κεφάλαιο θα μπορείς: Να εξηγείς τις αρχές λειτουργίας των οπτικών αποθηκευτικών μέσων. Να περιγράφεις τον

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ 1 Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Δύο χορδές μιας κιθάρας Χ1, Χ2

Διαβάστε περισσότερα

ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΗ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΗ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΗ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Οποτε ακούτε ραδιόφωνο, βλέπετε τηλεόραση, στέλνετε SMS χρησιµοποιείτε ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία (ΗΜΑ). Η ΗΜΑ ταξιδεύει µε

Διαβάστε περισσότερα

ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ. Ευάγγελος Παντελής Επ. Καθ. Ιατρικής Φυσικής Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής Ιατρική Σχολή Αθηνών

ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ. Ευάγγελος Παντελής Επ. Καθ. Ιατρικής Φυσικής Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής Ιατρική Σχολή Αθηνών ΑΞΟΝΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ Ευάγγελος Παντελής Επ. Καθ. Ιατρικής Φυσικής Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής Ιατρική Σχολή Αθηνών ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Διαγνωστικές και θεραπευτικές εφαρμογές ακτινοβολιών : Κεφάλαιο 11 ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στις Ηλεκτρικές Μετρήσεις

Εισαγωγή στις Ηλεκτρικές Μετρήσεις Εισαγωγή στις Ηλεκτρικές Μετρήσεις Σφάλματα Μετρήσεων Συμβατικά όργανα μετρήσεων Χαρακτηριστικά μεγέθη οργάνων Παλμογράφος Λέκτορας Σοφία Τσεκερίδου 1 Σφάλματα μετρήσεων Επιτυχημένη μέτρηση Σωστή εκλογή

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΟΠΤΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ Άσκηση 4. Διαφράγματα. Θεωρία Στο σχεδιασμό οπτικών οργάνων πρέπει να λάβει κανείς υπόψη και άλλες παραμέτρους πέρα από το πού και πώς σχηματίζεται το είδωλο ενός

Διαβάστε περισσότερα

συνίστανται από πολωτή που επιτρέπει να περνούν µόνο τα κατακόρυφα πολωµένα κύµατα.

συνίστανται από πολωτή που επιτρέπει να περνούν µόνο τα κατακόρυφα πολωµένα κύµατα. Γραµµικά πολωµένο ηλεκτροµαγνητικό κύµα. Νόµος του Malus Η κλασσική κυµατική θεωρία του φωτός µοντελοποιεί το φως (ή ένα τυχόν ηλεκτροµαγνητικό κύµα κατ επέκταση), στον ελεύθερο χώρο, ως ένα εγκάρσιο ηλεκτροµαγνητικό

Διαβάστε περισσότερα

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. ΑΣΚΗΣΗ 10 ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΣΤΙΑΚΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ ΦΑΚΟΥ

Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. ΑΣΚΗΣΗ 10 ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΣΤΙΑΚΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ ΦΑΚΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 0 ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΣΤΙΑΚΗΣ ΑΠΟΣΤΑΣΗΣ ΦΑΚΟΥ . Γεωμετρική οπτική ΜΕΡΟΣ ΠΡΩΤΟ ΒΑΣΙΚΕΣ ΘΕΩΡΗΤΙΚΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ Η Γεωμετρική οπτική είναι ένας τρόπος μελέτης των κυμάτων και χρησιμοποιείται για την εξέταση μερικών

Διαβάστε περισσότερα

Ηλεκτρική Ενέργεια. Ηλεκτρικό Ρεύμα

Ηλεκτρική Ενέργεια. Ηλεκτρικό Ρεύμα Ηλεκτρική Ενέργεια Σημαντικές ιδιότητες: Μετατροπή από/προς προς άλλες μορφές ενέργειας Μεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις με μικρές απώλειες Σημαντικότερες εφαρμογές: Θέρμανση μέσου διάδοσης Μαγνητικό πεδίο

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ & Τ/Υ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ - ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ & LASER

ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ & Τ/Υ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ - ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ & LASER ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ & Τ/Υ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΟΠΤΙΚΗΣ - ΟΠΤΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ & LASER ΑΣΚΗΣΗ ΝΟ2 ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ Γ. Μήτσου Οκτώβριος 2007 Α. Θεωρία Εισαγωγή Η ταχύτητα του φωτός

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ 1ο ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Α. Στις ερωτήσεις 1-4 να επιλέξετε την σωστή απάντηση 1. Μία μονοχρωματική ακτινοβολία, που ανήκει στο ορατό τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, μεταβαίνει από

Διαβάστε περισσότερα

1. Η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία

1. Η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία 1. Η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία 1.1 Γενικά Η ροή της ηλεκτρομαγνητικής ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στο όριο της γήινης ατμόσφαιρας είναι περίπου 1368 Wm -2 και ονομάζεται ηλιακή σταθερά. Η τιμή αυτή

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 32 Φως: Ανάκλασηκαι ιάθλαση. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Κεφάλαιο 32 Φως: Ανάκλασηκαι ιάθλαση. Copyright 2009 Pearson Education, Inc. Κεφάλαιο 32 Φως: Ανάκλασηκαι ιάθλαση Γεωµετρική θεώρηση του Φωτός Ανάκλαση ηµιουργίαειδώλουαπόκάτοπτρα. είκτης ιάθλασης Νόµος του Snell Ορατό Φάσµα και ιασπορά Εσωτερική ανάκλαση Οπτικές ίνες ιάθλαση σε

Διαβάστε περισσότερα

Μονάδες 5 1.3 β. Μονάδες 5 1.4 Μονάδες 5

Μονάδες 5 1.3 β. Μονάδες 5 1.4 Μονάδες 5 ΘΕΜΑ 1 ο ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 29 ΜΑΪΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) Για τις ημιτελείς

Διαβάστε περισσότερα

Προσδιορισμός της σταθεράς ενός ελατηρίου.

Προσδιορισμός της σταθεράς ενός ελατηρίου. Μ3 Προσδιορισμός της σταθεράς ενός ελατηρίου. 1 Σκοπός Στην άσκηση αυτή θα προσδιοριστεί η σταθερά ενός ελατηρίου χρησιμοποιώντας στην ακολουθούμενη διαδικασία τον νόμο του Hooke και τη σχέση της περιόδου

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΜΠΤΗ 22 MAΪΟΥ 2008 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε

Διαβάστε περισσότερα

Πρόλογος της ελληνικής έκδοσης... v Πρόλογος...vii Λίγα λόγια για τον συγγραφέα...ix Ευχαριστίες...ix

Πρόλογος της ελληνικής έκδοσης... v Πρόλογος...vii Λίγα λόγια για τον συγγραφέα...ix Ευχαριστίες...ix Περιεχόμενα Πρόλογος της ελληνικής έκδοσης... v Πρόλογος...vii Λίγα λόγια για τον συγγραφέα...ix Ευχαριστίες...ix Κεφαλαιο 1: Eισαγωγή... 1 1. ΕΠΙΣΤΗΜΗ, ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΒΙΟΛΟΓΙΑ... 1 2. ΜΙΑ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Διαβάστε περισσότερα

ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ. + 1) με Ν=0,1,2,3..., όπου d το μήκος της χορδής. 4 χορδή με στερεωμένο το ένα άκρο ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. ,στο κενό (αέρα) co

ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ. + 1) με Ν=0,1,2,3..., όπου d το μήκος της χορδής. 4 χορδή με στερεωμένο το ένα άκρο ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ. ,στο κενό (αέρα) co ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ Κύματα που t x t x σχηματίζουν το y1 = A. hm2 p ( - ), y2 = A. hm2 p ( + ) T l T l στάσιμο Εξίσωση στάσιμου c κύματος y = 2 A. sun 2 p. hm2p t l T Πλάτος ταλάντωσης c A = 2A sun 2p l Κοιλίες,

Διαβάστε περισσότερα

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ

ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ Ορισµός ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ - Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µικρού µήκους κύµατος (10-5 - 100 Å) - Συνήθως χρησιµοποιούνται ακτίνες Χ µε µήκος κύµατος 0.1-25

Διαβάστε περισσότερα

ΠΟΜΠΟΣ ΕΚΤΗΣ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ

ΠΟΜΠΟΣ ΕΚΤΗΣ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ Σαν ήχος χαρακτηρίζεται οποιοδήποτε μηχανικό ελαστικό κύμα ή γενικότερα μία μηχανική διαταραχή που διαδίδεται σε ένα υλικό μέσο και είναι δυνατό να ανιχνευθεί από τον άνθρωπο μέσω της αίσθησης της ακοής.

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 36 Μελέτη ακουστικών κυμάτων σε ηχητικό σωλήνα

Άσκηση 36 Μελέτη ακουστικών κυμάτων σε ηχητικό σωλήνα Μιχάλης Καλογεράκης 9 ο Εξάμηνο ΣΕΜΦΕ ΑΜ:911187 Υπεύθυνος Άσκησης: Κος Πέογλος Ημερομηνία Διεξαγωγής:3/11/25 Άσκηση 36 Μελέτη ακουστικών κυμάτων σε ηχητικό σωλήνα 1) Εισαγωγή: Σκοπός και στοιχεία Θεωρίας

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ 9η Ολυμπιάδα Φυσικής Γ Λυκείου (Β φάση) Κυριακή 9 Μαρτίου 01 Ώρα:.00-1.00 ΟΔΗΓΙΕΣ: 1. Το δοκιμιο αποτελειται απο εννεα (9) σελιδες και επτα (7) θεματα.. Να απαντησετε σε ολα τα θεματα του δοκιμιου.. Μαζι

Διαβάστε περισσότερα

Παλμογράφος. ω Ν. Άσκηση 15:

Παλμογράφος. ω Ν. Άσκηση 15: Άσκηση 15: Παλμογράφος Σκοπός: Σε αυτή την άσκηση θα μάθουμε τις βασικές λειτουργίες του παλμογράφου και το πώς χρησιμοποιείται αυτός για τη μέτρηση συνεχούς και εναλλασσόμενης τάσης, συχνότητας και διαφοράς

Διαβάστε περισσότερα

Dectro International. Dectro International reserved.2010. www.dectro.com

Dectro International. Dectro International reserved.2010. www.dectro.com APILUX 2G APL Η Dectro,με την άριστη τεχνογνωσία στην αντιμετώπιση της τριχοφιύας,πιστεύοντας ότι η τεχνολογία της επιτρέπει πλέον να κατασκευάσει ένα αποτελεσματικό και αξιόπιστο μηχάνημα φωτόλυσης, χρηματοδότησε

Διαβάστε περισσότερα

Tα Laser και οι εφαρμογές τους. Σοφία Κόττου

Tα Laser και οι εφαρμογές τους. Σοφία Κόττου Tα Laser και οι εφαρμογές τους Σοφία Κόττου Μάιος 2009 Σκοπός της ανάπτυξης του θέματος είναι η συγκεντρωμένη παρουσίαση ιδιοτήτων και εφαρμογών της ακτινοβολίας Laser. Με την ταχύτατη εξέλιξη της σύγχρονης

Διαβάστε περισσότερα

Ύλη έβδοµου µαθήµατος

Ύλη έβδοµου µαθήµατος ιάλεξη 7 η Ύλη έβδοµου µαθήµατος Φασµατοσκοπία απορρόφησης ακτίνων Χ, Φασµατοσκοπία οπισθοσκέδασης Rutherford, Φασµατοσκοπία ηλεκτρονίων Auger, Φασµατοσκοπία µάζας δευτερογενών ιόντων. Φασµατοσκοπία απορρόφησης

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη των μη γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων μερικών συστημάτων της οικογένειας Boron Dipyrromethene (BODIPY)

Μελέτη των μη γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων μερικών συστημάτων της οικογένειας Boron Dipyrromethene (BODIPY) ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ Μελέτη των μη γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων μερικών συστημάτων της οικογένειας Boron Dipyrromethene (BODIPY) Ειδική Ερευνητική Εργασία Γιαννακοπούλου Παναγιώτα A.M. 399

Διαβάστε περισσότερα

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ Σκοπός Στο δεύτερο κεφάλαιο θα εισαχθεί η έννοια του ηλεκτρικού ρεύματος και της ηλεκτρικής τάσης,θα μελετηθεί ένα ηλεκτρικό κύκλωμα και θα εισαχθεί η έννοια της αντίστασης.

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ Α Ι. Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ Α Ι. Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑ Α Ι. Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1.

Διαβάστε περισσότερα

ΟΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ: ΤΣΙΤΣΑΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ

ΟΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ: ΤΣΙΤΣΑΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ Θέµατα από το βιβλίο µου: Οι ασκήσεις των εξετάσεων φυσικής γενικής παιδείας γ λυκείου (υπό έκδοση ) (Περιέχει 111 ασκήσεις πιθανά θέµατα εξετάσεων µε απαντήσεις) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΘΕΜΑ 1 ο Πόση είναι η ενέργεια

Διαβάστε περισσότερα