Spektroskopiya haqida tushuncha Reja

Usullarning tasnifi
Spektroskopiya juda keng soha bo'lib, unda ko'plab kichik fanlar mavjud bo'lib, ularning har biri o'ziga xos spektroskopik usullarning ko'plab tatbiq etilishiga ega. Turli xil ilovalar va texnikalarni bir necha jihatdan tasniflash mumkin.
Chiqariladigan energiya turi
Spektroskopiya turlari o'zaro ta'sirda ishtirok etadigan nurlanish energiyasining turiga qarab farqlanadi. Ko'pgina ilovalarda spektr ushbu energiyaning intensivligi yoki chastotasidagi o'zgarishlarni o'lchash yo'li bilan aniqlanadi. O'rganilgan nurlanish energiyasining turlariga quyidagilar kiradi:
Elektromagnit nurlanish spektroskopik tadqiqotlar uchun ishlatiladigan birinchi energiya manbai edi. Elektromagnit nurlanishdan foydalanadigan usullar odatda spektrning to'lqin uzunligi diapazoni bo'yicha tasniflanadi va mikroto'lqinli, terahertz, infraqizil, yaqin infraqizil, ultrabinafsha ko'rinadigan, rentgen va gamma nurlari spektroskopiyasini o'z ichiga oladi.
Zarrachalar de-Broyl toʻlqinlari tufayli nurlanish energiyasining manbai ham boʻlishi mumkin. Odatda elektron va neytron spektroskopiyasi qo'llaniladi. Zarracha uchun uning kinetik energiyasi to'lqin uzunligini belgilaydi.
Akustik spektroskopiya chiqadigan bosim to'lqinlaridan foydalanadi.
Dinamik mexanik tahlil akustik to'lqinlarga o'xshash qattiq materiallarga nurlanish energiyasini berish uchun ishlatilishi mumkin.
O'zaro ta'sirning tabiati
Spektroskopiya turlarini energiya va material o'rtasidagi o'zaro ta'sirning tabiati bilan ham ajratish mumkin. Ushbu o'zaro ta'sirlarga quyidagilar kiradi:
Absorbsion spektroskopiya: Absorbsiya nurlanish manbasidan energiya material tomonidan yutilganda sodir bo'ladi. Assimilyatsiya ko'pincha materialdan o'tadigan energiya ulushini o'lchash yo'li bilan aniqlanadi, yutish esa o'tadigan qismni kamaytiradi.
Emissiya spektroskopiyasi: Emissiya nurlangan energiya material tomonidan chiqarilganligini ko'rsatadi. Materialning qora tana spektri - bu uning harorati bilan aniqlangan spontan nurlanish spektri. Ushbu xarakteristikani infraqizil diapazonda atmosfera emissiyasi interferometri kabi asboblar bilan o'lchash mumkin. Emissiya, shuningdek, olov, uchqun, elektr yoylari yoki floresan holatida elektromagnit nurlanish kabi boshqa energiya manbalaridan ham kelib chiqishi mumkin.
Elastik sochilish va aks ettirish spektroskopiyasi hodisa nurlanishining material tomonidan qanday aks etishi yoki tarqalishini aniqlaydi. Kristallografiya oqsillar va qattiq kristallardagi atomlarning joylashishini o'rganish uchun rentgen nurlari va elektronlar kabi yuqori energiyali nurlanishning tarqalishidan foydalanadi.
Empedans spektroskopiyasi: Empedans - bu muhitning energiya uzatilishiga to'sqinlik qilish yoki sekinlashtirish qobiliyati. Optik ilovalar uchun bu sinishi indeksi bilan tavsiflanadi.
Noelastik tarqalish hodisalari radiatsiya va materiya o'rtasidagi energiya almashinuvini o'z ichiga oladi, bu tarqalgan nurlanishning to'lqin uzunligini siljitadi. Bularga Raman va Kompton tarqalishi kiradi.
Kogerent yoki rezonans spektroskopiya - bu radiatsiya energiyasi materialning ikkita kvant holatini radiatsiya maydoni tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan izchil o'zaro ta'sirda bog'laydigan usullardir. Kogerentlikni zarrachalar to'qnashuvi va energiya uzatish kabi boshqa o'zaro ta'sirlar buzishi mumkin, shuning uchun uni ushlab turish uchun ko'pincha yuqori intensivlikdagi nurlanish talab qilinadi. Yadro magnit-rezonans (NMR) spektroskopiyasi keng qo'llaniladigan rezonans texnikasi bo'lib, spektrning infraqizil va ko'rinadigan hududlarida o'ta tezkor lazer spektroskopiyasi ham mumkin.
Yadro spektroskopiyasi - moddaning, asosan, kondensatsiyalangan moddalardagi, suyuqlikdagi yoki muzlatilgan suyuqliklardagi molekulalarning va biomolekulalarning mahalliy tuzilishini o'rganish uchun o'ziga xos yadrolarning xususiyatlaridan foydalanadigan usul.
Material turi
Spektroskopik tadqiqotlar nurlanish energiyasi ma'lum turdagi moddalar bilan o'zaro ta'sir qiladigan tarzda qurilgan.
Atom spektroskopiyasi spektroskopiyaning birinchi ishlab chiqilgan qo'llanilishi edi. Atom yutilish spektroskopiyasi va atom emissiya spektroskopiyasi ko'rinadigan va ultrabinafsha nurlardan foydalanadi. Ko'pincha atom spektral chiziqlari deb ataladigan bu yutilishlar va emissiyalar tashqi qobiq elektronlarining bir elektron orbitadan ikkinchisiga ko'tarilishi va tushishi paytida elektron o'tishlari bilan bog'liq. Atomlarda turli xil rentgen spektrlari ham mavjud bo'lib, ular ichki qobiqdagi elektronlarning qo'zg'aluvchan holatlarga qo'zg'alishi bilan bog'liq.
Turli elementlarning atomlari turli xil spektrlarga ega, shuning uchun atom spektroskopiyasi namunaning elementar tarkibini aniqlash va miqdorini aniqlash imkonini beradi. Spektroskop ixtiro qilingandan so'ng Robert Bunsen va Gustav Kirxxof ularning emissiya spektrlarini kuzatish orqali yangi elementlarni kashf etdilar. Quyosh spektrida atom yutilish chiziqlari kuzatiladi va ularni kashf qilgan sharafiga Fraungofer chiziqlari deb ataladi. Vodorod spektrini har tomonlama tushuntirish kvant mexanikasida dastlabki muvaffaqiyat bo'ldi va keyinchalik kvant elektrodinamikasining rivojlanishiga olib kelgan vodorod spektrida kuzatilgan Qo'zi siljishini tushuntirdi.
Ko'rinadigan va ultrabinafsha o'tishlarni o'rganish uchun atom spektroskopiyasining zamonaviy qo'llanilishi olov emissiya spektroskopiyasini, induktiv ravishda bog'langan plazma atom emissiya spektroskopiyasini, porlash razryadli spektroskopiyasini, mikroto'lqinli plazma spektroskopiyasini va uchqun yoki yoy emissiya spektroskopiyasini o'z ichiga oladi. Rentgen spektrlarini o'rganish usullari rentgen spektroskopiyasi va rentgen nurlanishini o'z ichiga oladi.
Atomlarni molekulalarga birlashtirish energiya holatlarining noyob turlarini va shuning uchun bu holatlar orasidagi o'tishning noyob spektrlarini yaratishga olib keladi. Molekulyar spektrlarni elektron spin holatlari (elektron paramagnit rezonansi), molekulyar aylanishlar, molekulyar tebranishlar va elektron holatlardan olish mumkin. Aylanishlar atom yadrolarining umumiy harakati bo'lib, odatda spektrning mikroto'lqinli va millimetrli to'lqin mintaqalarida spektrlarga olib keladi. Aylanma spektroskopiya va mikroto'lqinli spektroskopiya sinonimdir. Tebranishlar - atom yadrolarining nisbiy harakati bo'lib, ular infraqizil va Raman spektroskopiyasi yordamida o'rganiladi. Elektron qo'zg'alishlar ko'rinadigan va ultrabinafsha spektroskopiya, shuningdek flüoresan spektroskopiya yordamida o'rganiladi.
Molekulyar spektroskopiya sohasidagi tadqiqotlar birinchi maserning yaratilishiga olib keldi va lazerning keyingi rivojlanishiga hissa qo'shdi.
Kristallar va kengaytirilgan materiallar
Atomlar yoki molekulalarni kristallar yoki boshqa kengaytirilgan shakllarga birlashtirish qo'shimcha energiya holatlarini yaratishga olib keladi. Bu shtatlar ko'p va shuning uchun shtatlarning yuqori zichligiga ega. Bu yuqori zichlik ko'pincha spektrlarni zaifroq va kamroq farq qiladi, ya'ni. kengroq. Masalan, qora jismning nurlanishi material ichidagi atomlar va molekulalarning issiqlik harakati bilan bog'liq. Akustik va mexanik reaktsiyalar ham jamoaviy harakatlar bilan boshqariladi. Biroq, sof kristallar aniq spektral o'tishlarga ega bo'lishi mumkin va kristallarning joylashishi kuzatilgan molekulyar spektrlarga ham ta'sir qiladi. Kristallarning muntazam panjara tuzilishi, shuningdek, rentgen nurlari, elektronlar va neytronlarni tarqatadi, bu esa kristallografik tadqiqotlar o'tkazish imkonini beradi.
Yadrolar, shuningdek, bir-biridan keng ajratilgan va gamma-nurlari spektrlarini keltirib chiqaradigan aniq energiya holatlariga ega. Turli yadro spin holatlarini energiyada magnit maydon orqali ajratish mumkin, bu esa yadro magnit-rezonans spektroskopiyasiga imkon beradi.