KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 1
A.MỞ ĐẦU........................................................................................................................2
1.Lí do chọn đề tài:.............................................................................................................2
2.Mục tiêu của đề tài:.........................................................................................................2
3.Đối tượng, phạm vi nghiên cứu......................................................................................2
4.Nhiệm vụ nghiên cứu:.....................................................................................................2
5.Các phương pháp nghiên cứu..........................................................................................3
6.Cấu trúc phần nội dung:..................................................................................................3
B. NỘI DUNG....................................................................................................................4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LÍ THUYẾT PHÁT QUANG.......................................4
VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÁT QUANG..............................................................................4
1.1.Khái niệm:...................................................................................................................4
1.2.Cơ chế của sự phát quang phân tử:.............................................................................5
1.3.Phổ phát quang............................................................................................................6
1.4.Cường độ phát quang:.................................................................................................6
1.5.Phân loại các hiện tượng phát quang..........................................................................6
1.5.1.1.Phát quang của tâm bất liên tục:.........................................................................7
1.5.1.2.Phát quang tái hợp:..............................................................................................7
1.5.2.Phân loại theo thời gian phát quang kéo dài:..........................................................8
1.5.3.Phân loại theo cách kích thích:................................................................................8
1.6.Các định luật cơ bản của hiện tượng phát quang........................................................9
1.6.2.Định luật Stock-Lomen:..........................................................................................9
1.7.Sự phát quang của các dung dịch thuốc nhuộm........................................................10
1.8.Phương pháp quang phổ:...........................................................................................11
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC THUỐC NHUỘM RHODAMINE..................13
2.1.Rhodamine B:............................................................................................................14
2.2.Rhodamine 6G:..........................................................................................................15
CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ MÁY QE65000........................................................16
3.1.Nguồn gốc:................................................................................................................16
3.2.Chức năng:.................................................................................................................16
3.3.Các thông số của máy:...............................................................................................16

Phổ phát quang của một số thuốc nhuộm.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu phổ phát quang của một số thuốc nhuộm bằng
phương pháp quang phổ.
4.Nhiệm vụ nghiên cứu:
Tìm hiểu về máy QE65000
Nghiên cứu những vấn đề lí luận về sự phát quang và phương pháp quang phổ.
Nghiên cứu về tính chất của các thuốc nhuộm.
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 3
Nghiên cứu thực nghiêm:
-Khảo sát phổ phát quang của một số dung dịch thuốc nhuộm
-Xác định khoảng làm việc tuyến tính của máy.
5.Các phương pháp nghiên cứu
Phân tích và tổng hợp lí thuyết
Phương pháp thực nghiệm.
6.Cấu trúc phần nội dung:
Chương 1: Tổng quan lí thuyết phát quang
Chương 2: Tổng quan về các dung dịch thuốc nhuộm.
Chương 3:Tổng quan về máy QE65000 và phần mềm chuyên dụng:
Chương 4:Kết quả thực nghiệm
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 4
B. NỘI DUNG
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LÍ THUYẾT PHÁT QUANG
VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÁT QUANG
1.1.Khái niệm:
Một số chất khi được rọi sáng (bằng tia tử ngoại, tia X, tia γ) sẽ phát bức xạ có
thành phần khác thành phần quang phổ của ánh sáng tới và được xác định chỉ với
thành phần hoá học và cấu tạo của chất đó. Dạng bức xạ này gọi là bức xạ phát
quang.

lượng điện tử có một số giá trị khả dĩ của năng
lượng dao động. Nếu bỏ qua năng lượng quay thì ứng với trạng thái I và II chúng ta
có một số mức năng lượng 0’’,1’’,2’’,3’’ và 0’,1’,2’,3’. Các giá trị năng lượng này
bằng tổng số năng lượng điện từ và năng lượng dao động.
Sự phân bố các phân tử nằm trên các mức dao động tuân theo phân bố Bolzman:
kT
E
i
i
eNN
−
=
0
(1.1)
Trong đó: N
i
: Số phân tử trên mức i.
N
0
: Tổng số phân tử.
E
i
: Năng lượng dao động ứng với mức i.
k: Hằng số Bolzman.
T: Nhiệt độ tuyệt đối.
Từ công thức (1.1) ta thấy ở nhiệt độ phòng thì kT<<E nên các phân tử ở các mức
năng lượng dao động thấp nhất O’’. Khi hấp thụ năng lượng, các phân tử sẽ chuyển
từ mức O’’ lên các mức O’,1’,2’,3’. Các phân tử sống trên mức kích thích và sau khi
được sắp xếp lại để thoả mãn công thức Bolzman, các phân tử sẽ trở về mức năng
lượng bé hơn để bức xạ ánh sáng.

GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
PHÁT
QUANG
Phát quang
của
tâm bất liên
tục
Phát quang
tái hợp
Phát quang
tự phát
Phát quang
cưỡng bức
Phát quang tự phát
Phát quang cưỡng
bức
Phát quang do
tái hợp trực tiếp
Phát quang do
tái hợp phức tạp
qua những giai
đoạn trung gian
Phát quang
cưỡng bức
Phát quang
tự phát
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 7
1.5.1.1.Phát quang của tâm bất liên tục:
Là loại phát quang mà quá trình diễn biến từ khi hấp thụ năng lượng
đến khi bức xạ đều xảy ra trong cùng một tâm nhất định. Tâm này có thể là phân tử,

mức III về mức II do tác dụng ngoài của năng
lượng kích thích
Giai đoạn 2: Chuyển điện tử từ mức II về mức I và phát quang.
1.5.2.Phân loại theo thời gian phát quang kéo dài:
1.5.2.1.Dịch quang: là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn
cỡ 10
-8
, 10
-9
s và bé hơn.
1.5.2.2.Lân quang: là sự phát quang có thời gian phát quang tương
đối lớn hơn từ 10
-8
s đến hàng giờ.
Tuy nhiên, sự phân biệt này cũng chỉ tương đối, còn phụ thuộc vào
nhiều yếu tố nên người ta ít dùng.
1.5.3.Phân loại theo cách kích thích:
Kích thích bằng ánh sáng trong vùng quang học (tử ngoại đến hồng
ngoại): quang phát quang.
Kích thích bằng chùm electron có năng lượng cao: Âm cực phát quang
(Cathodoluminescence)
Kích thích bằng hiệu điện thế của dòng điện: Điện phát quang
(electroluminescence)
Kích thích bằng năng lượng cơ học: Ma sát phát quang
(tuboluminescence)
Kích thích bằng tia X: Phát quang tia X (X-ray luminescence)
Kích thích bằng năng lượng của phản ứng hoá học: Hoá phát quang
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
II
I

==
(1.2)
Năng lượng của photon được phát ra bởi phân tử:
pq
pqpq
hc
h
λ
νε
==
(1.3)
Một phần năng lượng của photon bị hấp thụ được dùng để kích thích chất phát
quang, phần còn lại biến thành nội năng của vật (Năng lượng chuyển động nhiệt của
phân tử)
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có:
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 10
pqhtpqht
pqht
E
ννεε
εε
>⇒>⇒
+=
(1.4)
Tần số trung bình của ánh sáng phát quang bao giờ cũng nhỏ hơn tần số trung
bình của ánh sáng hấp thụ. Sự hao phí năng lượng dẫn đến làm thay đổi tần số của
ánh sáng phát quang-sự hao phí Stocke
Nhiều trường hợp, phổ hấp thụ và phổ
phát quang có phần chồng chập lên nhau.

bước sóng bức xạ λ và nhiệt độ môi trường T”
1.7.Sự phát quang của các dung dịch thuốc nhuộm
Ở dạng dung dịch, đa số các thuốc nhuộm đều bị phân li thành ion.
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
0
K
γ
(J
γ
)
γ
Hình 1.3
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 11
Phổ hấp thụ và phổ phát quang của thuốc nhuộm gồm 2 phần:
-Phần nằm trong vùng khả kiến: thường gồm một dải rộng, chiếm
khoảng 150nm, đường cong của phổ hấp thụ giảm nhanh ở phía sóng dài, còn ở phía
sóng ngắn giảm tương đối chậm; đường cong của phổ phát quang thì ngược lại.
-Phần nằm ngoài vùng khả kiến thường có 1 hay 2 dải ở vùng tử ngoại,
có cường độ yếu. Vùng hồng ngoại không hấp thụ được bao nhiêu.
Các thuốc nhuộm tuân theo tốt các định luật cơ bản như: Định luật về sự
không phụ thuộc của phổ phát quang vào bước sóng của ánh sáng kích thích, định
luật Stocke-Lommen, Định luật đối xứng gương…Tuy nhiên, phần sóng dài của phổ
hấp thụ thường chồng lên phần sóng ngắn của phổ phát quang nên xuất hiện bức xạ
đối Stocke. Các dung dịch thuốc nhuộm
có hiệu suất phát quang khá lớn ở nhiệt
độ phòng.
1.8.Phương pháp quang phổ:
Để xác định phổ phát quang
người ta dùng sơ đồ máy cho như hình
1.4:

ν
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 12
( )
i
a
ν
: tỉ số 2 độ chói được xác định bằng thực nghiệm.
Ta có:
( ) ( ) ( )
ingiipq
BaB
ννν
.
=
Đối với các tần số
1
ν
và
2
ν
ta có :
( ) ( ) ( )
111
.
ννν
ngpq
BaB
=
( ) ( ) ( )

1
max
=
ν
pq
B
thì:
( ) ( ) ( )
( ) ( )
maxmax
111
.
1
νν
ννν
ng
ngpq
Ba
BaB
=
Hay
( )
( ) ( )
( ) ( )
maxmax
11
1
.
νν
νν

( )
max
1
ν
ν
a
a
được xác định bằng phương pháp trắc quang thông thường.
( )
( )
max
1
ν
ν
ng
ng
B
B
có thể xác định được nếu biết sự phân bố năng lượng của đèn so
sánh.
Muốn so sánh phổ phát quang với phổ của nguồn đã biết trước sự phân bố
năng lượng người ta có thể dùng phương pháp chụp ảnh qua máy quang phổ. Chụp
ảnh của nguồn so sánh và chụp ảnh của phổ phát quang. Sau đó so sánh độ đen của 2
ảnh thu được, người ta có thể suy ra được sự phân bố năng lượng của phổ phát
quang. Đối với những phổ có cường độ thấp thì phải dùng máy quang phổ có quang
lực lớn và chụp với khe rộng, thời gian lâu, có thể từ vài giây đến vài giờ.
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 13
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC THUỐC NHUỘM RHODAMINE
Rhodamine là một trong những thuốc nhuộm, được sử dụng chủ yếu để nhuộm

-Tinh thể màu tối, có ánh xanh (Hình 2.1).
Ở dạng bột có màu tím đỏ.
-Độ tan trong 100 gam dung môi:
+Dung môi H
2
O: 0.78g (20
0
C)
+Dung môi ethanol: 1.47g
-Dung dịch Rhodamine B trong H
2
O và
trong ethanol có màu đỏ, ánh xanh, phát quang mạnh,
(Hình 2.3). Dung dịch Rhodamine B/Ethanol loãng, phát quang trong vùng bước sóng
550nm đến 650nm
-PH từ 1.5-2.5
Công dụng:
-Chất nhuộm màu đỏ trong công
nghiệp: nhuộm len, lụa, da, giấy, xà phòng.. .
-Trong công nghệ sinh học: nhuộm
tế bào.
-Trong hoá phân tích: dùng để nhận
biết các aion có thể tích lớn, và kim loại như
Zn, Antimo(V), Vofram(VI)… nhờ phản ứng màu.
-Nhờ tính chất phát quang, người ta sử dụng Rhodamine B như chất chỉ thị
để kiểm soát lượng chất kích thích ở thực vật (đặc biệt ở cây ớt).
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3

từ cam đến hồng.
-Dùng để xác định RE(VII), In, Tl, bằng
phương pháp phát quang.
-Chất nhuộm màu da cam trong công nghiệp
và trong công nghệ sinh học
-Làm laser màu có hiệu suất lượng tử cao
(Hình 2.6)
-Làm kính lọc màu.
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 16
Độc tính:
-Gây ung thư.
-Ảnh hưởng đến sự phát triển của buồng trứng và bạch huyết cầu.
-Gây sừng hoá dạ dày.
-Giảm thể trọng (nếu dùng thường xuyên)
(Theo nghiên cứu ở chuột) [15]
Tên gọi khác: R.59, Rhodamine 590, R6G, Rh6G, C.I. Pigment Red 81, C.I.
Pigment Red 169, Basic Rhodamine Yellow, C.I. 45160.
CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ MÁY QE65000
3.1.Nguồn gốc:
Số seri: QEB0080
Hãng sản xuất:OCEAN OPTICS.inc
Sản xuất năm:2007
3.2.Chức năng:
-Đo phát quang, phát quang toàn phần, phát quang tương đối.
-Đo hấp thụ.
-Đo truyền qua.

Dòng tối 2.5 RMS lần đếm
Thời gian tích phân 8ms đến 15 phút
Ánh sáng lạc mất <0.08% ở 600nm, <0.4% ở 435 nm
Điện tử
Năng lượng tiêu thụ 500mA @ 5VDC không có pin nhiệt điện.
3A @ 5VDC có pin nhiệt điện.
Tốc độ truyền tải dữ liệu Quang phổ toàn phần của bộ nhớ cổng USB 2.0 là
4ms, cổng USB 1.1 là 8ms.
Cổng vào/ra 10 chương trình kĩ thuật số GPIOs kèm theo .
Nhiệt độ
Nhiệt độ giới hạn 0
0
C đến 50
0
C.
Máy vi tính
Hệ thống mở Windown 98/Me/2000/XP, mac OSX và Linux khi
dùng cổng USB, 32-bit Windown OS khi dùng cổng
tương tự.
Giao diện USB 2.0 @ Mbps, RS-32 (2 dây) 115kb
Chu vi giao diện SPI (3 dây) I
2
C mạch tích hợp
3.4.Sơ đồ quang học và nguyên tắc hoạt động:
Sơ đồ quang học của máy QE65000: Xem hình 1 phụ lục
1.Cổng nối SMA 905: Truyền tải tín hiệu quang
GVHD:Lê Văn Thanh Sơn SVTH: Nguyễn Thị Thuý An
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP 18
Loại: P1000-2-UV-VIS đảm bảo tính chính xác và đồng tâm của các
sợi quang.