विश्लेषणात्मक रसायन निर्देश के लिए इंटरएक्टिव कंप्यूटर मॉडल

टॉम ओ हवर
प्रोफ़ेसर एमेरिटस

रसायन विज्ञान और जैव रसायन विभाग

कॉलेज पार्क में मैरीलैंड विश्वविद्यालय
[email protected]

Source- http://terpconnect.umd.edu/~toh/models/

अंतिम अपडेट: जनवरी, 2016

 

स्पेक्ट्रोस्कोपी इंस्ट्रुमेंटेशन और पद्धति


ब्लैकबीड स्रोत का रंग तापमान

एनिमेटेड डिफ्रैक्शन ग्रेटिंग

फोटोमल्टीप्लायर लाइट मापन सिस्टम

मोनोक्रोमेटर

विश्लेषणात्मक अंशांकन विधियों की तुलना

बहुउद्देशीय स्पेक्ट्रोमेट्री

लॉक-इन एम्पलीफायर

तरंगदैर्ध्य मॉडुलन प्रणाली

आण्विक स्पेक्ट्रोमेट्री


यूवी-विज़िबल स्पेक्ट्रोफोटोमीटर

दोहरी तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रोफोटोमीटर

बीयर के कानून से वाद्य यंत्र विचलन

अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी में अंशांकन वक्र फिटिंग तरीके

अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री का सिग्नल-टू-शोर अनुपात

अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी में सिग्नल-टू-शोर अनुपात पर स्लिट चौड़ाई का प्रभाव
स्कैनिंग फ्लोरोसेंस स्पेक्ट्रोमीटर

फ्लोरोसेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी सिग्नल-टू-शोर अनुपात 

परमाणु स्पेक्ट्रोमेट्री 


माणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रोमीटर के सिग्नल और फोटॉन एसएनआर

उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी एसएनआर पर स्लिट चौड़ाई का प्रभाव

लाइन विंग ओवरलैप
परमाणु अवशोषण की स्पेक्ट्रोस्कोपी  

शास्त्रीय, विद्युत, और कम्प्यूटेशनल तरीके

विश्लेषणात्मक अंशांकन घटता के लिए वर्कशीट्स 


कैल्शियम आयन चुनिंदा इलेक्ट्रोड मॉडल

कैशिलरी क्रोमैटोग्राफी का संकल्प

अलग समतोलक्रोमैटोग्राफी मॉडल

त्रिकोणीय टाइट्रेशन डेटा विश्लेषण

मोनोप्रोटिक टाइट्रेशन वक्र मॉडल

यह आम विश्लेषणात्मक उपकरणों और तकनीकों के मुफ्त, डाउनलोड करने योग्य, इंटरैक्टिव कंप्यूटर मॉडल का संग्रह है। अधिकांश में पॉइंट-एंड-क्लिक इंटरफ़ेस होता है; आप चर को नियंत्रित करने के लिए बटन क्लिक करें और स्लाइडर खींचें और मॉडल गतिशील रूप से प्रतिक्रिया देता है, जो वास्तविक समय से अक्सर तेज़ होता है। ध्यान दें कि ये वास्तव में विशेष वाणिज्यिक उपकरणों के सिमुलेशन नहीं हैं। वे बल्कि अंतःक्रियात्मक रूप से गणितीय मॉडल हैं जो अनिवार्य रूप से जुड़े हुए समीकरणों के सेट हैं जो प्रत्येक प्रणाली के विभिन्न हिस्सों या पहलुओं का वर्णन करते हैं। स्प्रेडशीट में इन समीकरणों को जोड़ने का लाभ यह है कि यह छात्रों और प्रशिक्षक को यह जानने का मौका देता है कि इन पाठ्यपुस्तक संबंध एक दूसरे के साथ कैसे बातचीत करते हैं। मेरे मॉडल आपको कई रासायनिक और वाद्ययंत्र चर बदलने की क्षमता देते हैं जो नतीजे को प्रभावित करते हैं, न केवल उन चरों को शामिल करते हैं जो प्रयोगशाला में पारंपरिक रूप से समायोज्य होते हैं (जैसे स्पेक्ट्रोमीटर की तरंगदैर्ध्य या रासायनिक समाधान की एकाग्रता), लेकिन उपकरण निर्माता द्वारा निर्धारित वाद्य डिजाइन वैरिएबल भी और आमतौर पर प्रयोगकर्ता द्वारा समायोजित नहीं किया जा सकता है (जैसे ग्राउटिंग की सत्तारूढ़ घनत्व या स्पेक्ट्रोमीटर की फोकल लम्बाई)।

अधिकांश स्प्रैडशीट्स ग्राफ और चार्ट उत्पन्न करती हैं जो इन प्रणालियों द्वारा उत्पन्न आउटपुट के आंतरिक संचालन को चित्रित करती हैं या नकल करती हैं। क्योंकि वे केवल स्प्रेडशीट हैं, प्रशिक्षकों और छात्रों के लिए इन मॉडलों को चलाने वाले समीकरणों का निरीक्षण करना आसान है। बंद स्वामित्व कार्यक्रमों के विपरीत, इन मॉडलों का गणितीय आधार छुपा नहीं बल्कि आसानी से सुलभ है और किसी भी प्रशिक्षक द्वारा देखा जा सकता है, संशोधित, सही किया जा सकता है या विस्तार किया जा सकता है जो आधुनिक स्प्रेडशीट निर्माण की मूल बातें से परिचित है।

मैंने मूल रूप से कॉलेजों पार्क में मैरीलैंड विश्वविद्यालय में 1 99 0 के दशक के दौरान पढ़ाने के लिए प्रयुक्त पाठ्यक्रमों के लिए इन मॉडलों को डिजाइन किया था: इंस्ट्रुमेंटल एनालिसिस (एक ऊपरी-डिवीजन अंडरग्रेजुएट प्रयोगशाला पाठ्यक्रम) और स्पेक्ट्रोकेमिकल विधि (स्नातक व्याख्यान पाठ्यक्रम)। स्प्रेडशीट उन पाठ्यक्रमों के लिए पाठ्यपुस्तकों में उपचार के स्तर पर आधारित थीं और छात्रों द्वारा उत्पन्न किए गए विश्लेषण के लिए प्रयोगशाला में, कंप्यूटर प्रयोगशाला पर्यावरण में कक्षा के उपयोग के लिए, व्यक्तिगत छात्रों द्वारा या तो होमवर्क असाइनमेंट के रूप में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन की गई थीं। डेटा, या प्रयोगशाला प्रयोगों के पूरक के रूप में, सिस्टम व्यवहार के मौलिक सिद्धांतों में जांच की अनुमति देने के लिए, जिसके लिए प्रयोगशाला में समय उपलब्ध नहीं है। व्याख्यान-प्रदर्शन वातावरण में प्रशिक्षक द्वारा स्प्रेडशीट का भी उपयोग किया जा सकता है। छात्र-असाइनमेंट हैंडआउट्स और सुझाए गए प्रयोग उनमें से अधिकांश के लिए शामिल हैं।

प्रत्येक मॉडल के लिए गणितीय आधार पीडीएफ फाइलों में वर्णित है, जिसमें सभी सेल परिभाषाएं और समीकरण शामिल हैं जो चर से संबंधित हैं। समीकरणों को आम तौर पर प्रत्येक विषय के लिए सामान्य पाठ्यपुस्तक उपचार से लिया जाता है, कभी-कभी अन्य स्रोतों के अतिरिक्त या वास्तविक माप प्रणाली के करीब व्यवहार करने के लिए यादृच्छिक परिवर्तनशीलता की थोड़ी मात्रा के अतिरिक्त के साथ।

प्रशिक्षकों को इन छात्रों को किसी भी तरह से इन स्प्रैडशीट्स को संशोधित करने में सक्षम, और आमंत्रित किया जाता है। इन स्प्रेडशीट्स के वास्तविक उपयोगकर्ताओं से नीचे अनचाहे उपयोगकर्ता टिप्पणियां देखें।

ओपनऑफिस कैल्क संस्करण

कैल्क ओपन डॉकिस सूट का ओपन डॉक्यूमेंट स्प्रेडशीट प्रारूप है, जो छात्रों और संकाय विंडोज़, मैकिंटोश और लिनक्स के लिए ओपनऑफिस.org से बिना लागत के डाउनलोड और उपयोग कर सकते हैं। कैल्क मूल रूप से एक्सेल के समान है। इन कैलक स्प्रैडशीट को चलाने के लिए, आपको पहले ओपनऑफिस इंस्टॉलर डाउनलोड करना होगा (openoffice.org से डाउनलोड करें), फिर इसे इंस्टॉल करें (इंस्टॉलर फ़ाइल पर डबल-क्लिक करके जिसे आपने अभी डाउनलोड किया है), और फिर इस साइट से मेरी स्प्रेडशीट डाउनलोड करें। एक बार ओपनऑफिस स्थापित हो जाने पर, आप मेरी स्प्रेडशीट्स को केवल डबल-क्लिक करके चला सकते हैं। ओपनऑफिस सूट में एक पूर्ण-विशेषीकृत वर्ड प्रोसेसर, प्रेजेंटेशन प्रोग्राम और अन्य घटक भी शामिल हैं। छात्रों को महंगा माइक्रोसॉफ़्ट ऑफिस सूट खरीदने की कोई जरूरत नहीं है; ओपनऑफिस का नवीनतम संस्करण हमेशा मुफ्त डाउनलोड के लिए उपलब्ध है। नोट: इंटेंट एक्सप्लोरर के कुछ संस्करणों के साथ व्यक्तिगत स्प्रेडशीट .ods फ़ाइलों को डाउनलोड करने से फ़ाइल प्रकारों को “.ods” से “.zip” में बदल दिया जाएगा; आपको फ़ाइल नामों को संपादित करना होगा और एक्सटेंशन को ठीक से काम करने के लिए “.ods” में बदलना होगा। यह समस्या फ़ायरफ़ॉक्स या क्रोम में नहीं होती है।

इन मॉडलों के कैल्क संस्करण भी लिबरऑफिस कैल्क पर चलेंगे, उदाहरण के लिए रास्पबेरी पी 3 पर चल रहे हैं।

माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल संस्करण

To run the Excel versions (.xls or .xlxs) you must have a recent version of Excel installed, preferably 2013 or later. Interoperability between Excel “.xls” and ओपनऑफिस कैल्क “ओडीएस” फाइलों को एक्सेल 2013 और ओपनऑफिस संस्करण 4 में सुधार किया गया है, जो एक-दूसरे के प्रारूपों में पढ़ और सहेज सकते हैं, लेकिन अभी भी फोंट से संबंधित कुछ समस्याएं हैं, फॉर्म नियंत्रण (विशेष रूप से रेडियो बटन, चेक बॉक्स और स्लाइडर ), और नाम चर। मैं धीरे-धीरे उन समस्याओं को ठीक करने की कोशिश कर रहा हूं और एक्सेल 2013 में परीक्षण किए गए अनुकूलित xls संस्करण प्रदान कर रहा हूं। अगर आपको यह नहीं मिलता कि आप यहां क्या चाहते हैं, मुझे बताएं। मैं इंटरएक्टिव एक्सेल स्प्रेडशीट्स के स्कॉट सिनेक्स के उत्कृष्ट संग्रह की भी सिफारिश करता हूं।

विंगज़ संस्करण

इन मॉडलों को मूल रूप से शुरुआती 90 के दशक में विंगज़ (डब्ल्यूकेजेड) प्रारूप में विकसित किया गया था, पहली ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड स्प्रैडशीट जिसमें हाइपरस्क्रिप्ट नामक एक अंतर्निहित स्क्रिप्टिंग भाषा है, लेकिन वह प्रोग्राम अब अप्रचलित है। यह अभी भी एक उपयोगी प्रारूप है, क्योंकि हाइपरस्क्रिप्ट भाषा में कुछ अनूठी क्षमताओं हैं जो इस तरह के सिमुलेशन में उपयोगी हैं और क्योंकि विंगज़ प्लेयर प्लेयर में बहुत ही मामूली स्मृति पदचिह्न है और पुराने, छोटे, या धीमे 32 पर भी बहुत जल्दी चलता है -बिट कंप्यूटर (लेकिन दुर्भाग्य से 64-बिट विंडोज़ पर नहीं)। मैं इन मॉडलों को धीरे-धीरे उद्योग-मानक, गैर-मालिकाना ओपन डॉक्यूमेंट फॉर्मेट (ओपनऑफिस कैल्क का उपयोग करके) और एक्सेल में फिर से लिख रहा हूं, लेकिन जब तक कि काम पूरा नहीं हो जाता है, उनमें से कुछ केवल मूल विंगज़ प्रारूप में उपलब्ध होंगे। WKZ फ़ाइलों को खोलने के लिए आपको “प्लेयर” एप्लिकेशन की आवश्यकता होगी जो कि पीसी और मैक दोनों के लिए निम्न फ़ाइल अभिलेखागार में शामिल है:

http://terpconnect.umd.edu/~toh/models/smacs.zip

http://terpconnect.umd.edu/~toh/models/smacs.sit

पीसी उपयोगकर्ता: विंगज़ मॉडल के मूल सेट को डाउनलोड करने के लिए क्लिक करें और प्लेयर फ़ाइल को ज़िप फ़ाइल (700 केबाइट्स) के रूप में डाउनलोड करने के लिए क्लिक करें

मैक उपयोगकर्ता: विंगज़ मॉडल के मूल सेट को डाउनलोड करने के लिए Shift-क्लिक करें और एसआईटी फ़ाइल (500 Kbtes) के रूप में प्लेयर एप्लिकेशन डाउनलोड करें

WKZ फ़ाइलों को कैसे खोलें: ऊपर दिए गए दोनों फ़ाइल अभिलेखागार में WKZ फ़ाइलों को खोलने के लिए आवश्यक WingZ प्लेयर एप्लिकेशन शामिल है। सुनिश्चित करें कि इस डाउनलोड में सभी फाइलें एक ही फ़ोल्डर में रखी गई हैं। एक ही फ़ोल्डर में किसी भी अलग डाउनलोड की गई मॉडल फ़ाइलें (.wkz फ़ाइलें) रखें। मॉडल चलाने के लिए, पहले Wingz.exe लॉन्च करें, फिर Wingz (फ़ाइल => ओपन) के भीतर WKZ फ़ाइलों को खोलें। (जब आप WKZ फ़ाइल को डबल-क्लिक करते हैं तो WingZ लॉन्च करने के लिए, आपको WKZ को टूल => फ़ोल्डर विकल्प => फ़ाइल प्रकारों में एक नई फ़ाइल प्रकार के रूप में दर्ज करना होगा। नोट: यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपके पास आवश्यक सभी टुकड़े हैं, फिर भी मॉडलों के मूल सेट को डाउनलोड करना सबसे अच्छा है, फिर कभी-कभी नए मॉडल के लिए यहां जांचें, जिन्हें व्यक्तिगत रूप से डाउनलोड किया जा सकता है और फिर wingz.exe के साथ फ़ोल्डर में स्थानांतरित किया जा सकता है।

यदि आपके पास ऐसे अन्य मॉडल के लिए सुझाव हैं जिन्हें आप विकसित करना चाहते हैं, तो कृपया मुझे ईमेल करें [email protected]

इन मॉडलों के बारे में छात्रों को क्या कहना है?


अन्य संस्थानों में उपयोगकर्ताओं से अनचाहे टिप्पणियां

“इस तरह के एक शानदार संसाधन के लिए धन्यवाद और स्पष्ट प्रयास के लिए जो इसे बनाने में चला गया …. आप हमारे अनुशासन का एक असली प्रबंधक हैं।”

“… आपकी सावधानी से समझाया गया वेबसाइट … मुझे बहुत मदद मिली …. यह एक उत्कृष्ट संसाधन है।”

“मैं आपकी वेबसाइट खोजने के लिए रोमांचित था …!

“कैलिब्रेशन घटता पर आपके धोखे-चादरों को ढूंढना कितना देवता था।”

“… आपका पेपर और प्रयोग [मेरे लिए] बहुत उपयोगी है।”

“वे उपयोग करने में बहुत आसान हैं और मुझे बहुत मदद मिली है।”

“यह काम का एक उल्लेखनीय टुकड़ा है … आपका” विश्लेषणात्मक रसायन निर्देश के लिए इंटरैक्टिव कंप्यूटर मॉडल ”

“यह सामान वास्तव में प्रभावशाली काम है ….”

“… उपयोग करने और समझने में आसान …. मुझे कई घंटे काम बचाया ….”

“… आकर्षक मुफ्त इंटरैक्टिव सॉफ्टवेयर।”

“आपकी वेबसाइट ने मुझे बहुत मदद की और मुझे बहुत स्पष्ट किया।”

“मुझे खुशी है कि मुझे आपकी साइट मिली है क्योंकि इसमें वर्तमान में काम कर रहे परियोजनाओं के लिए प्रासंगिक कुछ मूल्यवान जानकारी है।”

“आपके मॉडल और लेखन अप उत्कृष्ट हैं। यह विकासशील देशों के छात्रों और संकाय सदस्यों के लिए एक उत्कृष्ट योगदान है।”

“… अद्भुत इंटरैक्टिव विवर्तन ग्रेटिंग मॉडल के लिए मेरा गहरा आभार; वे बहुत सारे शब्दों में निर्देशक और अनिवार्य हैं।”

“मैं सब कुछ अच्छी तरह से काम करने में सक्षम था और आपसे वादा कर सकता हूं कि वे मेरे छात्रों के साथ सहायक होंगे।”

“आज मेरे पास पहला सिमुलेशन प्रयोग था और छात्र उत्साहित थे ….”

“[अनुकरण] प्रयोगशाला व्याख्यान की तुलना में अधिक दिलचस्प थी, यह निश्चित रूप से है! … मुझे छात्रों से बहुत अच्छी प्रतिक्रिया मिली …”

“…अपनी वेबसाइट के लिए बहुत – बहुत धन्यवाद!!! ”

“… मैंने अपने वर्तमान प्रोजेक्ट पर काम करते हुए [आपके वर्कशीट] महान उपयोग के लिए पाया है।”

“वाह! अच्छा काम … और बहुत सारे। आपकी सामग्री अद्भुत है!”

“मैंने आपकी वेबसाइट को बहुत जानकारीपूर्ण पाया।”

“मुझे आपके ग्रेटिंग डेमो के बारे में क्या पसंद है यह स्पष्ट रूप से दिखाता है कि फैलाव में वृद्धि ने विभिन्न तरंग दैर्ध्य को सेंसर को अलग-अलग दूरी की यात्रा करने का कारण बताया ….”

“मैं आपको एक बढ़िया वेब पेज पर बधाई देता हूं! मैं विंगज़ के लिए तकनीकी सहायता इंजीनियर हूं … और मैं शायद ही कभी हमारे उत्पादों के इस तरह के परिष्कृत उपयोग में भाग लेता हूं।”


References
1. Scott Sinex, Chemical Excelets:  Interactive Excel Spreadsheets for General Chemistry. (http://academic.pgcc.edu/~ssinex/excelets/chem_excelets.htm)
2. Chemistry PhET Simulations (http://phet.colorado.edu/en/simulations/category/chemistry)
3. Brian Tissue, Spreadsheet Simulations for Analytical and Physical Chemistry (http://www.tissuegroup.chem.vt.edu/chem-ed/simulations/spreadsheets.html)
4. Gizmos. Commercial web-based interactive simulations, billed as “the world’s largest library of math and science simulations”: https://www.explorelearning.com/
5. Flick Coleman, “Interactive Spreadsheet Demonstrations for Introductory, Inorganic, Analytical and Physical Chemistry,”  http://academics.wellesley.edu/Chemistry/wfc/wfcspreadsheets.html


 

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