Спектроскопија — разлика између измена

 

'''Спектроскопија''' је дисциплина која се бави проучавањем међуделовања [[електромагнетно зрачење|електромагнетног зрачења]] и [[материја|материје]]. Основни елементи су извор зрачења, дисперзиони елемент (или [[монохроматор]], дакле, део који разлаже зрачење на компоненте према [[енергија|енергији]], [[фреквенција|фреквенцији]] или [[таласна дужина|таласној дужини]]) и апсорбер зрачења. Ако су два од три елемента добро дефинисана онда се на основу [[емитовано зрачење|емитованог]] и [[апсорбовано зрачење|апсорбованог зрачења]] може сазнати нешто о ономе који је непознат. На пример, састав непознате [[легура|легуре]] може да се одреди тако што се на њој високим [[напон]]ом изазове варница чије се зрачење разложи [[призма|призмом]] (или оптичком решетком) у спектар који се региструје погодним апсорбером (филм, фотоелемент...). На основу познатих особина дисперзионог елемента (призме или решетке) може да се одреди таласна дужина сваке компоненте у спектру а на основу познатих особина апсорбера њихови релативни интензитети, што је довољно да се утврди врста и концентрација метала у испитиваној легури.

 

 

 

Спектроскопија је врло развијена дисциплина и дели се на бројне поддисциплине према

Из овога се стиче утисак да је број метода много већи од стварног. Таблица у следећем одељку даје бољи увид у везе међу разним методама и њиховим особинама.

 

 

{| {{prettytable}}

== Међуделовање електромагнетног зрачења и материје ==

 

 

Одатле је јасно да је и међуделовање електромагнетног зрачења и материје дискретне природе. За приближни опис појава, поред квантне природе довољно је држати се првог принципа термодинамике из којег следи да укупна енергија система пре и после елементарног догађаја мора да остане очувана. У спектроскопији је тај принцип формулисан преко [[Боров услов|Боровог услова]], према којем, да би дошло до интеракције, разлика енергијских нивоа у систему мора бити једнака енергији фотона електромагнетног зрачења.

 

 

==== Апсорпција зрачења ====

Систем апсорбује фотон и то само ако је енергија фотона једнака енергијској разлици међу нивоима у систему. После '''апсорпције зрачења''', систем остаје у побуђеном стању. Таласастом стрелицом представљен је упадни фотон, хоризонталним линијама '''дискретни''' енергијски нивои а куглицама запоседнитост нивоа. Дакле, енергија фотона утрошена је да се ситем преведе из основног у побуђено стање.

 

 

==== Спонтана емисија ====

Систем, који је првобитно био у побуђеном, спонтано се враћа у основно стање (или еко друго побуђено стање ниже енергије) уз емисију фотона. Као и код апсорпције, и овде мора да буде испуњен Боров услов те енергија емитованог фотона одговара енергијској разлици нивоа међу којима долази до прелаза. Вероватноћа за спонтану емисију расте приближно са трећим степеном енергијске разлике међу нивоима (два пута већа разлика има осам пута већу вероватноћу прелаза) али може да зависи и од локалних услова због којих вероватноћа може да буде и увећана и умањена. На пример, за функционисање ласера важно је постојање стабилизованих побуђених стања, тј., таквих стања где је вероватноћа за спонтану емисију много мања од очекиване.

 

 

==== Стимулисана емисија ====

Сваки систем у побуђеном стању, раније или касније се враћа у основно. Вероватноћа за емисију фотона знатно расте ако се систем који је већ у побуђеном стању обасја фотонима чија енергија одговара разлици међу нивоима. Дакле, спољашњи фотон стимулише емисију фотона и то тавог који је у сваком погледу идентичан упадном фотону. Емитовани фотон има исту енергију, правац кретања, поларизацију и фазу. Каже се да је емитовани фотон кохерентан са фотоном који је стимулисао његову емисију.

 

==== Рејлијево расејање ====

У Рејлијевом расејању упадни фотон мења смер кретања али не мења енергију. Дакле, његова таласна дужина се не мења а не мења се ни енергијско стање система што је основна одлика [[еластично расејање|еластичног расејања]]. Ово расејање обрнуто је пропорционално четвртом степену таласне дужине фотона. Дакле фотони мањих таласних дужина расејавају се више него фотони већих. Зато је небо по ведром дану плаво а у сутон и свитање црвенкасто.

 

 

==== Раманово расејање ====

'''Раманово расејање''' је пример [[нееластично расејање|нееластичног расејања]] где се мења и енергија расејаног фотона и енергија система. Највећи број фотона се расејава еластично али у системима који имају и додатно унутрашње кретање (вибрације или ротације молекула) понеки фотон може да прими енергију молекулског кретања и да се расеје са малом већом енергијом (антистоксово расејање), или да преда енергију унутрашњем кретању па да се расеје са нешто нижом енергијом (Стоксово расејање). Пошто су ротациони и вибрациони нивои квантирани, квантирана је и енергија размене при расејању па Раманове спектралне линије имају добро дефинисане таласне дужине које зависе од природе молекулског система са којег долази до расејавања.

 

 

 

Ако је енергија упадног фотона већа од енергије везе електрона у атому, молекулу или кристалу онда енергија фотона може да доведе до јонизације мете.

<!--Foton se apsorbira na sustavu (atomu, molekuli, kristalu ...), a njegova energija se troši na emitiranje elektrona. Sustav se nakon '''ionizacije''' obično nalazi u pobuđenom stanju. Energija fotona je jednaka sumi energija vezanja elektrona za sustav, kinetičke energije elektrona i razlici energija sustava prije i posije '''ionizacije'''. '''Ionizacija''' se može dogoditi jedino ako je energija fotona veća od energije vezanja elektrona za sustav.-->

 

 

==== [[Ожеов ефекат]] ====

 

 

 

==== [[Комптонов ефекат]] ====

<!--Foton se neelastično sudari s elektronom (ili nekom drugom česticom), pri čemu se dio energije fotona prenese na elektron. Suma energije fotona i kinetičke energije elektrona prije sudara mora biti jednaka istoj sumi poslije sudara.-->

 

 

==== Стварање парова ====

 

== Види још ==

 

{{-}}