التأثير الكهروضوئي

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

التأثير الكهروضوئي الصوتي هو تكوّن موجات صوتية نتيجة امتصاص الضوء في عينة مادية. وللحصول على هذا التأثير، يجب أن تتغير شدة الضوء، إما دوريًا ( ضوء مُعدَّل ) أو على شكل ومضة واحدة ( ضوء نابض ). [ 1 ] [ 2 ] يُقاس التأثير الكهروضوئي الصوتي بقياس الصوت المتكوّن (تغيرات الضغط) باستخدام كواشف مناسبة، مثل الميكروفونات أو المجسات الكهروإجهادية . ويُمثل التغير الزمني للخرج الكهربائي (التيار أو الجهد) من هذه الكواشف الإشارة الكهروضوئية الصوتية. تُفيد هذه القياسات في تحديد بعض خصائص العينة المدروسة. على سبيل المثال، في مطيافية الصوت الكهروضوئي ، تُستخدم الإشارة الكهروضوئية الصوتية للحصول على الامتصاص الفعلي للضوء في الأجسام المعتمة أو الشفافة. وهي مفيدة للمواد ذات التركيزات المنخفضة للغاية، لأنه يُمكن استخدام نبضات ضوئية قوية جدًا من الليزر لزيادة الحساسية، كما يُمكن استخدام أطوال موجية ضيقة جدًا لتحقيق التخصص. علاوة على ذلك، تعد القياسات الصوتية الضوئية بمثابة أداة بحثية قيّمة في دراسة الحرارة المنبعثة في التفاعلات الكيميائية الضوئية (انظر: الكيمياء الضوئية )، وخاصة في دراسة عملية التمثيل الضوئي .

بشكل عام، يمكن للإشعاع الكهرومغناطيسي من أي نوع أن يُحدث تأثيرًا كهروضوئيًا صوتيًا. ويشمل ذلك كامل نطاق الترددات الكهرومغناطيسية، من أشعة غاما والأشعة السينية إلى الموجات الميكروية والراديو . ومع ذلك، فإن معظم الأبحاث والتطبيقات المنشورة التي تستخدم التأثير الكهروضوئي الصوتي تُعنى بمناطق الطيف القريبة من الأشعة فوق البنفسجية / المرئية والأشعة تحت الحمراء .

تاريخ

يعود اكتشاف التأثير الكهروضوئي الصوتي إلى عام 1880، عندما كان ألكسندر غراهام بيل يجري تجارب على نقل الصوت لمسافات طويلة. من خلال اختراعه، الذي أطلق عليه اسم " الفوتوفون "، نقل الإشارات الصوتية عن طريق عكس ضوء الشمس من مرآة متحركة إلى مستقبل خلية شمسية من السيلينيوم . [ 3 ] وكنتيجة ثانوية لهذا البحث، لاحظ أن الموجات الصوتية تُنتج مباشرة من عينة صلبة عند تعريضها لشعاع من ضوء الشمس يتم قطعه بسرعة بواسطة عجلة دوارة مشقوقة. [ 4 ] لاحظ أن الإشارة الصوتية الناتجة تعتمد على نوع المادة، واستنتج بشكل صحيح أن هذا التأثير ناتج عن طاقة الضوء الممتصة ، والتي بدورها تسخن العينة. لاحقًا، أظهر بيل أن المواد المعرضة لأجزاء غير مرئية (فوق البنفسجية وتحت الحمراء) من الطيف الشمسي يمكنها أيضًا إنتاج أصوات، واخترع جهازًا أطلق عليه اسم "السبيكتروفون" لتطبيق هذا التأثير في تحديد المواد طيفيًا. [ 5 ] قام بيل نفسه، ولاحقًا جون تيندال وويلهلم رونتجن ، بتوسيع هذه التجارب، مُظهرين التأثير نفسه في السوائل والغازات. [ 6 ] [ 7 ] مع ذلك، كانت النتائج بدائية للغاية، وتعتمد على الكشف بالأذن، وسرعان ما تم التخلي عن هذه التقنية. كان لا بد من انتظار تطوير أجهزة استشعار حساسة ومصادر ضوئية شديدة لتطبيق التأثير الكهروضوئي. في عام 1938، أعاد مارك ليونيدوفيتش فينجيروف إحياء الاهتمام بالتأثير الكهروضوئي، حيث تمكن من استخدامه لقياس تركيزات ضئيلة جدًا من ثاني أكسيد الكربون في غاز النيتروجين (تصل إلى 0.2% حجميًا). [ 8 ] منذ ذلك الحين، نما البحث والتطبيقات بوتيرة أسرع وتوسعت، مكتسبةً حساسية كشف أعلى بعدة أضعاف.

بينما كان يُعتقد أن تأثير التسخين الناتج عن الإشعاع الممتص هو السبب الرئيسي للتأثير الكهروضوئي، فقد تبين في عام 1978 أن انبعاث الغازات الناتج عن تفاعل كيميائي ضوئي يمكن أن يُسبب أيضًا تأثيرًا كهروضوئيًا. [ 9 ] وبشكل مستقل، أدى النظر في السلوك الشاذ الظاهر للإشارة الكهروضوئية من ورقة نبات، والذي لا يمكن تفسيره فقط بتأثير التسخين الناتج عن الضوء المُثير، إلى إدراك أن انبعاث الأكسجين الناتج عن عملية التمثيل الضوئي يُعد عادةً مساهمًا رئيسيًا في الإشارة الكهروضوئية في هذه الحالة. [ 10 ]

الآليات الفيزيائية

آلية التسخين الضوئي

على الرغم من أن معظم الدراسات المنشورة حول هذا الموضوع تركز على آلية واحدة فقط، إلا أن هناك في الواقع عدة آليات مختلفة تُنتج التأثير الكهروضوئي. الآلية الأساسية الشائعة هي الآلية الكهروضوئية الحرارية ، والتي تعتمد على تأثير التسخين الناتج عن الضوء وما يتبعه من تمدد للمادة الماصة للضوء. وتتكون الآلية الكهروضوئية الحرارية بالتفصيل من المراحل التالية:

  1. تحويل الإشعاع النبضي أو المعدل الممتص إلى طاقة حرارية.
  2. التغيرات الزمنية لدرجات الحرارة في المواقع التي يتم فيها امتصاص الإشعاع - ترتفع مع امتصاص الإشعاع وتنخفض عندما يتوقف الإشعاع ويبرد النظام.
  3. يحدث تمدد وانكماش تبعًا لتغيرات درجة الحرارة، والتي تُترجم إلى تغيرات في الضغط. تنتشر تغيرات الضغط، التي تحدث في المنطقة التي امتصت الضوء، داخل جسم العينة، ويمكن استشعارها بواسطة مستشعر متصل بها مباشرةً. في حالة العينات المكثفة (سائلة أو صلبة)، تُقاس تغيرات الضغط عادةً في الطور الغازي المحيط (عادةً الهواء)، المتكون هناك نتيجة انتشار النبضات الحرارية.

تُصوّر الصورة الفيزيائية الرئيسية، في هذه الحالة، نبضات درجة الحرارة الأصلية كمصدر لموجات حرارية منتشرة، [ 11 ] تنتقل في الحالة المكثفة، لتصل في النهاية إلى الحالة الغازية المحيطة. وتُعدّ نبضات درجة الحرارة الناتجة في الحالة الغازية السبب الرئيسي لتغيرات الضغط فيها. يتناقص اتساع الموجة الحرارية المنتشرة بشكل كبير (أسّي) على طول اتجاه انتشارها، ولكن إذا لم تكن مسافة انتشارها في الحالة المكثفة طويلة جدًا، فإن اتساعها بالقرب من الحالة الغازية يكون كافيًا لإحداث تغيرات ضغط قابلة للكشف. [ 1 ] [ 2 ] [ 12 ] تُضفي هذه الخاصية للموجة الحرارية سمات فريدة على كشف امتصاص الضوء باستخدام طريقة الصوت الضوئي. وتكون تغيرات درجة الحرارة والضغط الناتجة ضئيلة للغاية، مقارنةً بالمقاييس اليومية - حيث يتراوح حجم تغيرات درجة الحرارة، باستخدام شدة الإضاءة العادية، بين الميكرو إلى الميلي درجة، بينما يتراوح حجم تغيرات الضغط الناتجة بين النانو إلى الميكروبار.

تتجلى الآلية الكهروحرارية، إلى جانب التأثير الكهروضوئي، بتغيرات فيزيائية أخرى، أبرزها انبعاث الأشعة تحت الحمراء وتغيرات معامل الانكسار . وبناءً على ذلك، يمكن رصدها بوسائل أخرى متنوعة، تُوصف بمصطلحات مثل "القياس الإشعاعي الكهروحراري" [ 13 ] و "العدسة الحرارية" [ 14 ] و"انحراف الحزمة الحرارية" (المعروف أيضًا باسم " تأثير السراب "، انظر: التحليل الطيفي الكهروحراري ). تُشابه هذه الطرق الكشف الكهروضوئي، إلا أن لكل طريقة نطاق تطبيقها الخاص.

آخر

على الرغم من أن الآلية الكهروضوئية الحرارية عامة، إلا أنه قد توجد آليات أخرى إضافية، متراكبة عليها، والتي قد تُسهم بشكل كبير في الإشارة الكهروضوئية الصوتية. ترتبط هذه الآليات عمومًا بالعمليات الفيزيائية الضوئية والتفاعلات الكيميائية الضوئية التي تعقب امتصاص الضوء: (1) تغير في توازن المادة في العينة أو الطور الغازي المحيط بها؛ [ 9 ] (2) تغير في التنظيم الجزيئي، مما يؤدي إلى تغيرات في حجم الجزيئات. [ 15 ] [ 16 ] وتُعد عملية التمثيل الضوئي من أبرز الأمثلة على هذين النوعين من الآليات. [ 10 ] [ 15 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]

تظهر الآلية الأولى المذكورة أعلاه بوضوح في أوراق النباتات التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي. ففيها، يتسبب انطلاق الأكسجين بفعل الضوء في تغيرات في الضغط في الهواء، مما ينتج عنه إشارة صوتية ضوئية، تُقارب في شدتها تلك الناتجة عن الآلية الحرارية الضوئية. [ 10 ] [ 18 ] وقد سُميت هذه الآلية مبدئيًا "الضغط الضوئي". أما الآلية الثانية فتظهر في معقدات الخلايا الفرعية النشطة ضوئيًا في المعلقات (مثل مراكز التفاعل الضوئي ). في هذه الحالة، يتسبب المجال الكهربائي المتكون في مركز التفاعل، عقب عملية نقل الإلكترون بفعل الضوء، في حدوث تأثير انقباض كهربائي دقيق مع تغير في الحجم الجزيئي. وهذا بدوره يُحدث موجة ضغط تنتشر في الوسط العياني. [ 15 ] [ 20 ] ومن الأمثلة الأخرى على هذه الآلية مضخة بروتونات البكتيريورودوبسين . ففي هذه الحالة، ينتج التغير في الحجم الجزيئي بفعل الضوء عن تغيرات بنيوية تحدث في هذا البروتين عقب امتصاص الضوء. [ 15 ] [ 21 ]

الكشف عن التأثير الكهروضوئي

توجد طرق قياس متنوعة عند تطبيق التأثير الكهروضوئي الصوتي. عادةً ما تُفحص العينات الغازية أو عينات الطور المكثف، حيث يُقاس الضغط في الطور الغازي المحيط، باستخدام ميكروفون. يتراوح النطاق الزمني المناسب في هذه الحالة بين أجزاء من الثانية وأجزاء من الثانية. في أغلب الأحيان، يُقطع الضوء المُثير أو يُعدّل باستمرار بتردد معين (غالبًا في النطاق بين 10 و10000  هرتز تقريبًا)، وتُحلل الإشارة الكهروضوئية المُعدّلة باستخدام مُضخّم مُتزامن لتحديد سعتها وطورها، أو مُركّبتيها المتوافقة والمتعامدة. عند قياس الضغط داخل الطور المكثف للعينة المفحوصة، تُستخدم مجسات كهرضغطية مُدمجة في العينة أو مُتصلة بها. في هذه الحالة، يتراوح النطاق الزمني بين أقل من نانوثانية وعدة ميكروثوانٍ [ 1 ] [ 2 ] [ 22 ] [ 23 ]. تعتمد الإشارة الكهروضوئية الصوتية، المُستَحصَلة من مُستشعرات الضغط المختلفة، على الخصائص الفيزيائية للنظام، والآلية التي تُولِّد الإشارة الكهروضوئية الصوتية، والمادة الماصة للضوء، وديناميكيات استرخاء الحالة المُثارة ، وتردد التعديل أو شكل نبضة الإشعاع، بالإضافة إلى خصائص المُستشعر. وهذا يستدعي إجراءات مُلائمة لـ (أ) الفصل بين الإشارات الناتجة عن الآليات المختلفة، و(ب) الحصول على التغير الزمني لتطور الحرارة (في حالة الآلية الكهروضوئية الحرارية) أو تطور الأكسجين (في حالة الآلية الكهروضوئية الضغطية في عملية التمثيل الضوئي) أو التغير الزمني لتغيرات الحجم، من التغير الزمني للإشارة الكهروضوئية الصوتية الناتجة. [ 1 ] [ 2 ] [ 12 ] [ 22 ] [ 23 ]

التطبيقات

بالنظر إلى آلية التأثير الكهروحراري وحدها، تُعدّ الإشارة الكهروضوئية مفيدة في قياس طيف امتصاص الضوء ، لا سيما للعينات الشفافة حيث يكون امتصاص الضوء ضئيلاً للغاية. في هذه الحالة، لا تُعدّ طريقة قياس طيف الامتصاص التقليدية ، القائمة على فرق شدة شعاع الضوء قبل مروره عبر العينة وبعده، عملية. أما في قياس الطيف الكهروضوئي، فلا يوجد مثل هذا القيد، إذ ترتبط الإشارة ارتباطًا مباشرًا بامتصاص الضوء وشدته. ويمكن قسمة طيف الإشارة على طيف شدة الضوء للحصول على طيف امتصاص نسبي، والذي يمكن معايرته للحصول على قيم مطلقة. وهذا مفيد جدًا للكشف عن تراكيز ضئيلة جدًا من مواد مختلفة. [ 24 ] كما يُعدّ قياس الطيف الكهروضوئي مفيدًا أيضًا في الحالة المعاكسة للعينات المعتمة، حيث يكون الامتصاص شبه كامل. في ترتيب يُوضع فيه مستشعر في طور غازي فوق العينة، ويسقط الضوء عليها من الأعلى، تنشأ الإشارة الكهروضوئية من منطقة امتصاص قريبة من السطح. يُعدّ "طول الانتشار الحراري" أحد المعايير النموذجية التي تتحكم في الإشارة في هذه الحالة، وهو يعتمد على المادة وتردد التعديل، ويبلغ عادةً بضعة ميكرومترات . [ 1 ] [ 12 ] ترتبط الإشارة بالضوء الممتص في مسافة قصيرة تُعادل طول الانتشار الحراري، مما يسمح بتحديد طيف الامتصاص. [ 1 ] [ 12 ] [ 25 ] كما يسمح ذلك بتحليل سطح منفصل عن المادة الأساسية. [ 26 ] [ 27 ] بتغيير تردد التعديل وطول موجة الإشعاع المستخدم في التحليل، يتغير عمق التحليل، مما يُتيح إمكانية تحديد خصائص العمق [ 27 ] والتصوير الصوتي الضوئي ، الذي يكشف عن عدم التجانس داخل العينة. يشمل هذا التحليل أيضًا إمكانية تحديد الخصائص الحرارية من الإشارة الصوتية الضوئية. [ 1 ]

استُخدمت تقنية التصوير الصوتي الضوئي مؤخرًا لقياس الجزيئات الكبيرة، مثل البروتينات، كميًا. يعتمد الفحص المناعي الصوتي الضوئي على وسم البروتينات المستهدفة والكشف عنها باستخدام جسيمات نانوية قادرة على توليد إشارات صوتية قوية. [ 28 ] كما طُبّق تحليل البروتينات القائم على التصوير الصوتي الضوئي في الاختبارات التشخيصية السريعة. [ 29 ]

من التطبيقات الأخرى للتأثير الكهروضوئي قدرته على تقدير الطاقات الكيميائية المخزنة في مختلف مراحل التفاعل الكيميائي الضوئي. فبعد امتصاص الضوء، تحدث تحولات فيزيائية ضوئية وكيميائية ضوئية، تُخزن جزءًا من طاقة الضوء على شكل طاقة كيميائية. ويؤدي تخزين الطاقة إلى انخفاض انبعاث الحرارة. وبالتالي، تُعطي الإشارة الكهروضوئية الأصغر الناتجة تقديرًا كميًا لمدى تخزين الطاقة. بالنسبة للأنواع العابرة، يتطلب ذلك قياس الإشارة على النطاق الزمني المناسب، والقدرة على استخلاص انبعاث الحرارة المتغير مع الزمن من الجزء الزمني للإشارة، وذلك عن طريق فك التشفير المناسب . [ 19 ] [ 22 ] [ 23 ] وهناك أمثلة عديدة لهذا التطبيق. [ 30 ] ومن التطبيقات المشابهة دراسة تحويل طاقة الضوء إلى طاقة كهربائية في الخلايا الشمسية. [ 31 ] ومن الأمثلة الخاصة تطبيق التأثير الكهروضوئي في أبحاث التمثيل الضوئي.

التأثير الكهروضوئي الصوتي في عملية التمثيل الضوئي

تُعدّ عملية التمثيل الضوئي منصةً مثاليةً للدراسة باستخدام التأثير الكهروضوئي الصوتي، إذ تُقدّم أمثلةً عديدةً على استخداماته المتنوعة. وكما ذُكر سابقًا، فإنّ الإشارة الكهروضوئية الصوتية الصادرة من العينات الرطبة التي تُجري عملية التمثيل الضوئي (مثل الطحالب الدقيقة المُعلّقة، والأعشاب البحرية ) هي في الأساس إشارة كهروضوئية حرارية. أما الإشارة الكهروضوئية الصوتية الصادرة من التراكيب الإسفنجية (الأوراق، والأشنات ) فهي مزيج من المساهمات الكهروضوئية الحرارية والضغطية (انبعاث الغاز أو امتصاصه). بينما الإشارة الكهروضوئية الصوتية الصادرة من العينات التي تُجري تفاعلات نقل الإلكترون الأولية (مثل مراكز التفاعل ) فهي مزيج من المساهمات الكهروضوئية الحرارية وتغيرات حجم الجزيئات. وفي كل حالة على حدة، قدّمت قياسات الصوت الضوئي معلوماتٍ حول

  • تخزين الطاقة (أي جزء من طاقة الضوء التي يتم تحويلها إلى طاقة كيميائية في عملية التمثيل الضوئي)؛
  • مدى وديناميكية انبعاث الغاز وامتصاصه من الأوراق أو الأشنات. في أغلب الأحيان، يُسهم انبعاث الأكسجين الناتج عن عملية التمثيل الضوئي في الإشارة الصوتية الضوئية؛ أما امتصاص ثاني أكسيد الكربون فهو عملية بطيئة ولا يظهر في القياسات الصوتية الضوئية. مع ذلك، في ظل ظروف محددة للغاية، تصبح الإشارة الصوتية الضوئية سالبة بشكل مؤقت، مما يُفترض أنه يعكس امتصاص الأكسجين. لكن هذا يحتاج إلى مزيد من التحقق.
  • تغيرات الحجم الجزيئي، التي تحدث خلال الخطوات الأولية لنقل الإلكترون في عملية التمثيل الضوئي.

وقد وفرت هذه القياسات معلومات تتعلق بآلية التمثيل الضوئي، بالإضافة إلى إعطاء مؤشرات حول سلامة العينة وصحتها.

من الأمثلة على ذلك: (أ) طاقة عمليات نقل الإلكترون الأولية ، المستمدة من تخزين الطاقة وتغير حجم الجزيئات المقاس تحت ومضات ضوئية دون الميكروثانية؛ (ب) خصائص دورة الأكسدة ذات الأربع خطوات في النظام الضوئي الثاني [ 19 ] ، والمُستخلصة من أوراق النباتات عن طريق رصد الإشارات النبضية الكهروضوئية وسلوكها التذبذبي تحت ومضات ضوئية متكررة مثيرة؛ (ج) خصائص النظام الضوئي الأول والنظام الضوئي الثاني في عملية التمثيل الضوئي ( طيف الامتصاص ، وتوزيع الضوء على النظامين الضوئيين) وتفاعلاتهما. ويتم ذلك باستخدام ضوء مُعدَّل باستمرار بطول موجي محدد لإثارة الإشارة الكهروضوئية وقياس التغيرات في تخزين الطاقة وانطلاق الأكسجين الناتجة عن ضوء الخلفية بأطوال موجية مختلفة مختارة.

بشكل عام، تتطلب قياسات تخزين الطاقة الكهروضوئية عينة مرجعية للمقارنة. وهي عينة لها نفس امتصاص الضوء تمامًا (عند طول موجة الإثارة المحدد)، ولكنها تُحوّل كل الضوء الممتص إلى حرارة خلال الدقة الزمنية للقياس. ولحسن الحظ، فإن أنظمة التمثيل الضوئي ذاتية المعايرة، مما يوفر هذه العينة المرجعية على النحو التالي: تتم مقارنة إشارتين: الأولى، التي يتم الحصول عليها باستخدام ضوء التحسس المُعدَّل/النبضي وحده، والأخرى عند إضافة ضوء ثابت غير مُعدَّل (يُشار إليه بضوء الخلفية )، وهو قوي بما يكفي لدفع عملية التمثيل الضوئي إلى التشبع. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] لا يُنتج الضوء الثابت المُضاف أي تأثير كهروضوئي بحد ذاته، ولكنه يُغيّر الاستجابة الكهروضوئية نتيجةً لضوء التحسس المُعدَّل/النبضي. وتُستخدم الإشارة الناتجة كمرجع لجميع القياسات الأخرى في غياب ضوء الخلفية. يكون الجزء الكهروحراري من الإشارة المرجعية في أعلى مستوياته، إذ لا تُخزَّن أي طاقة عند تشبُّع عملية التمثيل الضوئي. وفي الوقت نفسه، يتلاشى تأثير الآليات الأخرى عند التشبُّع. وبالتالي، تتناسب الإشارة المرجعية طرديًا مع إجمالي طاقة الضوء الممتصة.

لفصل وتحديد المساهمات الكهروضوئية والحرارية في العينات الإسفنجية (الأوراق، الأشنات)، تُستخدم الخصائص التالية للإشارة الكهروضوئية الصوتية: (1) عند الترددات المنخفضة (أقل من 100  هرتز تقريبًا)، قد يكون الجزء الكهروضوئي من الإشارة الكهروضوئية الصوتية كبيرًا جدًا، وتنخفض الإشارة الكلية تحت تأثير ضوء الخلفية. تُحسب الإشارة الكهروضوئية من حيث المبدأ من الفرق بين الإشارتين (الإشارة الكلية مطروحًا منها الإشارة المرجعية، بعد تصحيحها لمراعاة تخزين الطاقة). (2) مع ذلك، عند الترددات العالية بما فيه الكفاية، تتضاءل الإشارة الكهروضوئية بشكل كبير مقارنةً بالمكون الحراري، ويمكن إهمالها. كذلك، لا يمكن ملاحظة أي إشارة كهروضوئية حتى عند الترددات المنخفضة في ورقة نباتية مملوءة فراغاتها الهوائية بالماء. وينطبق هذا أيضًا على الطحالب الحية، ومعلقات الطحالب الدقيقة، والبكتيريا الضوئية. يعود ذلك إلى أن الإشارة الكهروضوئية تعتمد على انتشار الأكسجين من أغشية التمثيل الضوئي إلى الهواء، وتتضاءل بشكل كبير مع ازدياد مسافة الانتشار في الوسط المائي. في جميع الحالات المذكورة أعلاه، عندما لا تُلاحظ إشارة كهروضوئية، يمكن تحديد مخزون الطاقة بمقارنة الإشارة الكهروضوئية المُستحصلة باستخدام ضوء التحليل وحده، بالإشارة المرجعية. تُستخدم المعلمات المُستخلصة من القياسات المذكورة أعلاه بطرق متنوعة. يرتبط مخزون الطاقة وشدة الإشارة الكهروضوئية بكفاءة عملية التمثيل الضوئي، ويمكن استخدامهما لمراقبة صحة الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي ومتابعتها. كما تُستخدم هذه المعلمات للحصول على فهم آلي لعملية التمثيل الضوئي: إذ يسمح الضوء ذو الأطوال الموجية المختلفة بالحصول على طيف كفاءة التمثيل الضوئي، وتوزيع الضوء بين نظامي التمثيل الضوئي، وتحديد أنواع مختلفة من العوالق النباتية. [ 35 ] يوفر استخدام الليزر النبضي معلومات ديناميكية حرارية وحركية حول خطوات نقل الإلكترون الأولية في عملية التمثيل الضوئي.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 روزنزويغ، أ. (1980) علم الصوتيات الضوئية والتحليل الطيفي الصوتي الضوئي . التحليل الكيميائي: سلسلة من الدراسات حول الكيمياء التحليلية وتطبيقاتها، المجلد 57. نيويورك: جون وايلي وأولاده، ISBN 0471044954.
  2. 1 2 3 4 تام، أ. (1986). "تطبيقات تقنيات الاستشعار الكهروضوئي". مراجعات الفيزياء الحديثة . 58 (2): 381. Bibcode : 1986RvMP...58..381T . doi : 10.1103/RevModPhys.58.381 .
  3. ↑ بيل، أ. ج. (1880). "حول إنتاج الصوت وإعادة إنتاجه بواسطة الضوء" . المجلة الأمريكية للعلوم . المجلد 3-20 (118): 305-324 . رمز Bibcode : 1880AmJS...20..305B . doi : 10.2475/ajs.s3-20.118.305 . S2CID 130048089 . 
  4. ↑ بيل، أ. ج. (1881). "الفصل الثامن والستون: حول إنتاج الصوت بواسطة الطاقة الإشعاعية" . المجلة الفلسفية . السلسلة 5. 11 (71): 510-528 . doi : 10.1080/14786448108627053 .
  5. ↑ "إنتاج الصوت بواسطة الطاقة الإشعاعية" . مجلة الصانع والباني . 13 (7): 156-158 . يوليو 1881.
  6. ↑ تيندال، ج. (1880). "تأثير شعاع متقطع من الحرارة الإشعاعية على المادة الغازية" . وقائع الجمعية الملكية في لندن . 31 ( 206-211 ): 307-317 . doi : 10.1098/rspl.1880.0037 .
  7. ↑ رونتجن، دبليو سي (1881). "حول النغمات الناتجة عن الإشعاع المتقطع للغاز" . المجلة الفلسفية . السلسلة 5. 11 (68): 308-311 . doi : 10.1080/14786448108627021 .
  8. ↑ فينجيروف، إم إل (1938). "طريقة جديدة لتحليل الغازات تعتمد على تأثير تيندال-رونتجن الكهروضوئي". دوكل. أكاد. ناوك إس إس إس آر . 19 : 687.
  9. 1 2 غراي، آر سي؛ بارد، إيه جيه (1978). "مطيافية الصوت الضوئي المطبقة على الأنظمة التي تتضمن انبعاث أو استهلاك الغازات المحفز ضوئيًا" (ملف PDF) . الكيمياء التحليلية . 50 (9): 1262. doi : 10.1021/ac50031a018 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2016-03-04 . تم الاسترجاع بتاريخ 2015-08-29 .
  10. 1 2 3 بولتس، ج.؛ هورويتز، ب.أ.؛ مالكين، س.؛ كاهين، د. (1982). "قياسات الصوت الضوئي للأنشطة التمثيلية الضوئية في الأوراق الكاملة. الكيمياء الضوئية وتبادل الغازات". بيوشيميكا إت بيوفيزيكا أكتا (BBA) - بيوينرجيتكس . 679 (3): 452. doi : 10.1016/0005-2728(82)90167-0 .
  11. ^ مارين، إي. (2004). "فيزياء الموجات الحرارية: مبادئ وتطبيقات لتوصيف السوائل" . Revista Ciências Exatas e Naturais . 6 (2): 145.
  12. 1 2 3 4 روزنزويغ، أ. (1976). "نظرية التأثير الكهروضوئي مع المواد الصلبة". مجلة الفيزياء التطبيقية . 47 (1): 64-69 . Bibcode : 1976JAP....47...64R . doi : 10.1063/1.322296 .
  13. ↑ تام، أ.س. (1985). "القياس الإشعاعي الضوئي الحراري النبضي للتحليل الطيفي غير التلامسي، واختبار المواد، وقياسات الفحص". فيزياء الأشعة تحت الحمراء . 25 ( 1-2 ): 305-313 . Bibcode : 1985InfPh..25..305T . doi : 10.1016/0020-0891(85)90096-X .
  14. ↑ مطيافية العدسة الحرارية . photonics.cusat.edu
  15. 1 2 3 4 شولنبرغ، سي بي جيه وبراسلافسكي، إس إي (1997) "دراسات حرارية ضوئية مُحَلَّلة زمنيًا باستخدام أنظمة فوق جزيئية بيولوجية"، الصفحات 57-81 في التقدم في علوم وتكنولوجيا الحرارة الضوئية والصوتية الضوئية ، المجلد الثالث. أ. مانديليس ، وب. هيس (محرران). مطبعة SPIE للهندسة البصرية
  16. ↑ فيتلسون، ج.؛ ماوزيرال، د. (1996). "التقييم الكهروضوئي لتغيرات الحجم والإنتروبيا في نقل الطاقة والإلكترون. بورفيرين الحالة الثلاثية مع الأكسجين ونافثوكينون-2-سلفونات". مجلة الكيمياء الفيزيائية . 100 (18): 7698. doi : 10.1021/jp953322b .
  17. ↑ مالكين، س. (1995) "الطريقة الكهروضوئية الصوتية - رصد وتحليل الظواهر التي تؤدي إلى تغيرات الضغط عقب الإثارة الضوئية"، الصفحات 191-206 في الطرق الفيزيائية الحيوية في عملية التمثيل الضوئي . ج. أميز وأ. ج. هوف (محرران) التقدم في عملية التمثيل الضوئي. المجلد الثالث. كلوير
  18. 1 2 كولبوسكي، ج؛ ريزينغ، هـ؛ شرايبر، يو (1990). "نظام تعديل النبضات المُتحكم به حاسوبيًا لتحليل الإشارات الكهروضوئية في المجال الزمني". أبحاث التمثيل الضوئي . 25 (3): 309-316 . Bibcode : 1990PhoRe..25..309K . doi : 10.1007/BF00033172 . PMID 24420361. S2CID 1630106 .  
  19. ١ ٢ ٣ كنعاني، أ؛ مالكين، س؛ ماوزيرال، د (١٩٨٨). "الكشف الكهروضوئي النبضي عن انبعاث الأكسجين الناتج عن الوميض من الأوراق السليمة وتذبذباته" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . ٨٥ (١٣): ٤٧٢٥-٤٧٢٩ . Bibcode : 1988PNAS...85.4725C . doi : 10.1073/pnas.85.13.4725 . PMC 280508. PMID 16593952 .  
  20. 1 2 ماوزيرال، دي سي؛ غانر، إم آر؛ تشانغ، جيه دبليو (1995). "انكماش الحجم عند الإثارة الضوئية لمركز التفاعل من رودوباكتر سفيرويدس آر-26: مسبار داخلي للعوازل الكهربائية" . مجلة الفيزياء الحيوية . 68 (1): 275-280 . Bibcode : 1995BpJ....68..275M . doi : 10.1016/ S0006-3495 (95)80185-2 . PMC 1281685. PMID 7711251 .  
  21. ↑ شولنبرغ، بي جيه؛ روهر، إم؛ غارتنر، دبليو؛ براسلافسكي، إس إي (1994). "التغيرات الحجمية المُستحثة ضوئيًا والمرتبطة بالتحولات المبكرة للبكتيريورودوبسين: دراسة طيفية صوتية ضوئية مُستحثة بالليزر" . مجلة الفيزياء الحيوية . 66 (3 الجزء 1): 838-43 . Bibcode : 1994BpJ....66..838S . doi : 10.1016/s0006-3495(94) 80860-4 . PMC 1275782. PMID 8011916 .  
  22. إيغيريف ، إس . في.؛ ليامشيف، إل. إم.؛ بوتشينكوف، أو. في. (1990). "التشخيص الديناميكي الضوئي الصوتي بالليزر للوسائط المكثفة". الفيزياء السوفيتية أوسبيخي . 33 (9): 739. Bibcode : 1990SvPhU..33..739E . doi : 10.1070/PU1990v033n09ABEH002643 .
  23. 1 2 3 سمول، جيه آر (1992). "تحليل فك الالتفاف للتصوير الصوتي الضوئي بالليزر النبضي". أساليب الحاسوب العددية . أساليب في علم الإنزيمات. المجلد 210. الصفحات 505-521 . doi : 10.1016/0076-6879(92)10026-a . ISBN   9780121821111PMID 1584049​​ 
  24. ↑ هارن، إف جيه إم؛ كوتي، جي؛ أومنز، جيه؛ وهيكيرت، إس. (2000) "البيئة: رصد الغازات النزرة"، الصفحات 2203-2226 في موسوعة الكيمياء التحليلية ، إم دبليو سيغريست وآر إيه مايرز (محرران)، المجلد 3
  25. ↑ مالكين، س.؛ كاهين، د. (1981). "اعتماد الإشارة الكهروضوئية على معامل الامتصاص البصري في السوائل الكثيفة بصريًا". الكيمياء التحليلية . 53 (9): 1426. doi : 10.1021/ac00232a028 .
  26. ↑ ريتشكوفسكي، ج. (2007). "تطبيق مطيافية الصوت الضوئي بالأشعة تحت الحمراء في التحفيز". التحفيز اليوم . 124 ( 1-2 ): 11-20 . doi : 10.1016/j.cattod.2007.01.044 .
  27. 1 2 يانغ، سي كيو؛ بريسي، آر آر؛ فيتلي، دبليو جي (1987). "تحليل الطبقات القريبة من السطح وتحديد العمق باستخدام مطيافية الصوت الضوئي بالأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه". مطيافية تطبيقية . 41 (5): 889. رمز Bibcode : 1987ApSpe..41..889Y . doi : 10.1366/0003702874448319 . S2CID 94955016 . 
  28. ↑ تشاو واي، كاو إم، ماكليلاند جيه إف، لو إم (2016). "مقايسة مناعية صوتية ضوئية للكشف عن المؤشرات الحيوية". أجهزة الاستشعار الحيوية والإلكترونيات الحيوية . 85 : 261-266 . doi : 10.1016/j.bios.2016.05.028 . PMID 27183276 . 
  29. ↑ تشاو واي، هوانغ واي، تشاو إكس، ماكليلاند جيه إف، لو إم (2016). "التحليل الصوتي الضوئي القائم على الجسيمات النانوية لاختبارات التدفق الجانبي عالية الحساسية". نانوسكيل . 8 (46): 19204-19210 . doi : 10.1039/C6NR05312B . PMID 27834971 . 
  30. ↑ بورخيس دوس سانتوس، RM؛ لاغوا، ALCC؛ مارتينيو سيمويس، JA (1999). "قياس السعرات الحرارية بالصوت الضوئي: دراسة لأداة غير تقليدية في الكيمياء الحرارية". مجلة الديناميكا الحرارية الكيميائية . 31 (11): 1483. doi : 10.1006/jcht.1999.0513 .
  31. ↑ كاهين، د.؛ بوخنر، ب.؛ ديكر، ف.؛ وولف، م. (1990). "تحليل توازن الطاقة للخلايا الكهروضوئية باستخدام قياس السعرات الحرارية الضوئية بتعديل الجهد". معاملات IEEE للأجهزة الإلكترونية . 37 (2): 498. Bibcode : 1990ITED...37..498C . doi : 10.1109/16.46388 .
  32. ↑ مالكين، س.؛ كاهلن، د. (1979). "مطيافية الصوت الضوئي وتحويل الطاقة الإشعاعية: نظرية التأثير مع التركيز بشكل خاص على عملية التمثيل الضوئي". الكيمياء الضوئية والبيولوجيا الضوئية . 29 (4): 803. doi : 10.1111/j.1751-1097.1979.tb07770.x . S2CID 94725002 . 
  33. ↑ فورك، دي سي؛ هربرت، إس كيه (1993). "تطبيق تقنيات الصوت الضوئي على دراسات عملية التمثيل الضوئي" . الكيمياء الضوئية والبيولوجيا الضوئية . 57 : 207-220 . doi : 10.1111/j.1751-1097.1993.tb02277.x . S2CID 94928794 . 
  34. ↑ إيدنز، جي جي؛ غانر، إم آر؛ شو، كيو؛ ماوزيرال، دي. (2000). "إنثالبي وإنتروبي التفاعل لتكوين P+QA- من مراكز التفاعل المثارة في بكتيريا رودوباكتر سفيرويدس ". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 122 (7): 1479. doi : 10.1021/ja991791b .
  35. ↑ ماوزيرال، دي سي؛ فيتلسون، جيه؛ دوبينسكي، زد. (1998). "التمييز بين أنواع العوالق النباتية باستخدام الصوتيات الضوئية". مجلة إسرائيل للكيمياء . 38 (3): 257. doi : 10.1002/ijch.199800028 .