Analizning optik usullari

To’lqinning chastotasi  –1s vaqt orasida bo’ladigan tebranishlar soni yoki 1s da elektr maydoni (magnit maydoni) erishadigan maksimal musbat qiymatlar soni. Chastotani o’lchash uchun SI sistemasining birligi gers (1Gs = 1s^-1) yoki megagers (1MGs = 1*10⁶ Gs), gigagers (1GGs = 1*10⁹ Gs) lar ishlatiladi. Elektromagnit nurning to’lqin uzunligi uning chastotasi bilan quyidagi munosabat orqali bog’langan.

  c /

(1.1)

bu yerda s – yorug’likning vakuumdagi tezligi.
To’lqin soni  – 1 santimetr oraliqda joylashgan to’lqinlar soni



1/

(1.2)

To’lqin soni  teskari santimetrlarda (sm^-1) o’lchanadi. Yorug’likning to’lqin va korpuskulyar tabiatlari orasidagi munosabat

Plank tenglamasi orqali ifodalanadi.

E  h  hc /   hc	(1.3)
bu yerda E  energiyasi h	bo’lgan fotonni chiqarish yoki yutish

natijasida elementar sistema (atom, molekula yoki ion) energiyasini o’zgarishi, h – Plank doimiysi.

SI sistemasida energiya joullarda o’lchanadi (1J = 1kgm²s^-2). Spektroskopiyada odatda, elektromagnit kvantlarning energiyasini

o’lchash uchun elektronvolt birligi ishlatiladi (1eV = 1,6022*10^-19 J). Shunday qilib, hamma to’rtala kattalik E,  ,  va  lar bir-biri bilan

bog’langandir. Ularni har birini elektromagnit nurlanish kvantlari energiyasining xarakteristikasi sifatida qarash mumkin. Bu kattaliklardan

• 
  va  lar energiya bilan to’g’ri E  h , E  hc ,  kattalik esa teskari
  

proporsional bog’lanishga ega E  hc /  . Bir energetik kattalikdan ikkinchisiga o’tish uchun zarur bo’lgan doimiy kattaliklarning qiymatlari quyidagicha.

8. 
   = 6,6262*10^-34 Js, s = 2,9979*10⁸ m/s (vakuum uchun) Spektroskopiyada elektromagnit nurlanish kvantlari energiyasini
   

ma’lum temperaturadagi zarrachalar issiqlik harakatining energiyasi bilan taqqoslashga to’g’ri keladi. Issiqlik harakati energiyasini hisoblash uchun Bolsman doimiysini bilish kerak k = 1,3807*10^-23 JK^-1.

Elektromagnit nurlanishning muhim xarakteristikalaridan biri uning spektridir. Spektroskopik analiz usullarida elektromagnit nurlanish spektri deganda fotonlarni energiya bo’yicha taqsimlanish funksiyasi, ya’ni kvant energiyasi bilan shunday energiyaga ega bo’lgan kvantlar soni orasidagi bog’lanish tushuniladi. Kvantlar energiyasini har xil ifodalarini

yuqorida qaradik. Kvantlar sonini ham har xil ifodalash mumkin. Masalan, analitik kimyoda absorbsiya (yutilish) jarayonlari uchun kvantlar sonini ifodalashda optik zichlik A ko’proq va u bilan bog’liq bo’lgan o’tkazish T kamroq ishlatiladi. Nur chiqarish jarayonlarida (emissiya va lyuminessensiyada) esa hajmiy burchak birligiga to’g’ri keluvchi nurlanish quvvati – ravshanlik, yorqinlik ishlatiladi. Odatda unga, yorug’lik intensivligi deyiladi va u I harfi bilan belgilanib shartli, nisbiy birliklarda ifodalanadi.

Elektromagnit spektrni grafik shaklda, absissa o’qiga kvantlar energiyasini xarakterlovchi kattaliklardan birini (  ,  yoki  ), ordinata o’qiga esa nurlanish intensivligi (I) yoki optik zichlik (A) ni qo’yib ular orasidagi bog’lanishni ifodalovchi egrilik ko’rinishida tasvirlash mumkin.

Nur chiqarish va yutilish jarayonlari kvant xarakterga, tabiatga egadir. Shuning uchun, (1.3) tenglamaga ko’ra spektrlarni to’lqin sonining funksiyasi sifatida tasvirlash kerak edi. Lekin, molekulyar absorbsiya va lyuminessent spektroskopiya usullari bilan yorug’likning ultrabinafsha (UB) va ko’rinuvchi sohalarida spektr olinganda ko’pchilik hollarda to’lqin uzunligi ishlatiladi. Buning sababi, ko’pchilik monoxromatorlar to’lqin uzunligi bo’yicha darajalangan, bundan tashqari, difraksion panjarali spektr asboblarining chiziqli dispersiyasi to’lqin uzunligiga bog’liq emasliligidadir. Ya’ni, asbobning chiziqli dispersiyasi spektrning u ishlaydigan ma’lum sohasida doimiy qiymatga ega bo’ladi. Ammo, ba’zi bir maqsadlar uchun to’lqin sonida ifodalangan spektr juda qulay. Infraqizil (IQ) spektroskopiyada, amalda elektromagnit nurlar umuman to’lqin uzunligida ifodalanmaydi.

IQ-spektroskopiyada elektromagnit nurlar to’lqin soni bilan, ya’ni teskari santimetrlarda ifodalanadi. Lekin, analitik molekulyar spektroskopiyada ya’ni, spektrofotometriya va lyuminessensiyada amalda doimo, nanometrlarda ifodalangan to’lqin uzunligi ishlatiladi.