Tehnici de analiză experimentală - Interacțiunea dintre radiația electromagnetică și materie
1. Absorbția luminii
Când atomii, moleculele sau ionii absorb energia fotonilor și diferența dintre energia lor de bază și energia stării excitate satisface Δ E=mv, ei vor trece de la starea fundamentală la starea excitată, iar acest proces se numește absorbţie. Studiul spectrelor de absorbție poate determina compoziția, conținutul și structura probei. Metoda analitică stabilită pe baza spectroscopiei de absorbție se numește spectroscopie de absorbție.
2. Emisia de lumină
Când o substanță absoarbe energie și trece de la starea fundamentală la starea excitată, starea excitată este instabilă și va trece înapoi la starea fundamentală după aproximativ 10-8 secunde. În acest moment, dacă energia este eliberată sub formă de lumină, acest proces se numește emisie.
3. Imprăștirea luminii
Când lumina trece printr-un mediu, are loc fenomenul de emisie. Când dimensiunea particulelor medii (cum ar fi în emulsii, suspensii, soluții coloidale) este similară cu lungimea de undă a luminii, intensitatea luminii emise crește, ceea ce poate fi văzut și cu ochiul liber ca efect Tyndall. Intensitatea luminii împrăștiate este invers proporțională cu pătratul lungimii luminii incidente și poate fi utilizată pentru studiul dimensiunii și morfologiei moleculelor de polimer și a particulelor coloidale. Când moleculele mediului sunt mai mici decât lungimea de undă a luminii, are loc emisia Rayleigh M9. Această împrăștiere este cauzată de ciocnirile elastice dintre fotoni și moleculele moleculare. Nu există schimb de energie în timpul coliziunii, doar direcția mișcării fotonului este schimbată, astfel încât frecvența luminii împrăștiate rămâne neschimbată, iar intensitatea luminii împrăștiate este invers proporțională cu puterea a patra a lungimii de undă a luminii incidente. Când fotonii se ciocnesc neelastic cu moleculele medii, ei nu numai că își schimbă direcția de mișcare, ci și schimbă energie, rezultând o schimbare a frecvenței luminii împrăștiate. Acest fenomen de împrăștiere se numește împrăștiere Raman.
4. Reflecția și refracția
Când lumina este iradiată de la mediu (1) la interfața altui mediu (2), o parte din lumină își schimbă direcția la interfață și revine la interfața (1), care se numește reflexie a luminii. O altă parte a luminii își schimbă direcția și intră în mediu (2) la un unghi de r (unghi de refracție), care se numește refracția luminii.
5. Interferență
În anumite condiții, undele luminoase vor interacționa între ele. Când sunt suprapuse, vor produce o undă compozită a cărei intensitate depinde de faza fiecărei undă. Când diferența de fază dintre cele două valuri este de 180 de grade, are loc interferența distructivă maximă. Când cele două unde sunt în fază, are loc interferența constructivă maximă. Prin fenomenul de interferență se pot obține dungi luminoase și întunecate. Dacă două valuri se întăresc reciproc, vor apărea dungi strălucitoare. Dacă se anulează reciproc, vor apărea dungi întunecate
6. Difracția
Fenomenul undelor luminoase care se abat de la linia lor dreaptă la trecerea prin obstacole sau fante înguste se numește fenomen de difracție. Este rezultatul interferenței.
