Quang phổ

Một trong những khái niệm trung tâm trong quang phổ là cộng hưởng và tần số cộng hưởng tương ứng của nó. Các cộng hưởng được mô tả lần đầu tiên trong các hệ thống cơ học như các quả lắc. Các hệ cơ học dao động hoặc dao động sẽ gặp các dao động biên độ lớn khi chúng được điều khiển ở tần số cộng hưởng của chúng. Một âm mưu của biên độ Tần kích thích sẽ có đỉnh điểm tập trung ở tần số cộng hưởng. Cốt truyện này là một loại phổ, với đỉnh thường được gọi là dải phổ, và hầu hết các dải phổ có một sự xuất hiện tương tự.

Trong các hệ cơ học lượng tử, sự cộng hưởng tương tự là sự kết hợp của hai trạng thái tĩnh cơ lượng tử của một hệ thống, chẳng hạn như một nguyên tử, thông qua một nguồn dao động của năng lượng như một photon. Sự kết hợp của hai trạng thái là mạnh nhất khi năng lượng của nguồn phù hợp với sự khác biệt năng lượng giữa hai trạng thái. Năng lượng {\ displaystyle (E)} (E) của photon có liên quan đến tần số {\ displaystyle (\ nu)} của {\ displaystyle E = h \ nu} E = h \ Displaystyle h} h là hằng số Planck, và là một phản ứng của phản ứng hệ thống so với Tần số photon sẽ cao điểm ở tần số cộng hưởng hoặc năng lượng. Các hạt như electron và neutron có mối quan hệ tương đồng, quan hệ của Broglie, giữa năng lượng động học với bước sóng và tần số và bước sóng của chúng và do đó cũng kích thích tương tác cộng hưởng.

Phổ của nguyên tử và phân tử thường bao gồm một loạt các đường quang phổ, mỗi đại diện cho sự cộng hưởng giữa hai trạng thái lượng tử khác nhau. Giải thích của các chuỗi, và các mẫu phổ liên kết với chúng, là một trong những câu đố thử nghiệm đã thúc đẩy sự phát triển và chấp nhận cơ học lượng tử. Chuỗi quang phổ hydro đặc biệt đã được giải thích thành công lần đầu bởi mô hình lượng tử Rutherford-Bohr của nguyên tử hydro. Trong một số trường hợp các đường quang phổ được phân tách và phân biệt rõ ràng, nhưng các đường quang phổ cũng chồng chéo và dường như là một quá trình chuyển đổi nếu mật độ các trạng thái năng lượng đủ cao. Dòng được đặt tên bao gồm dòng chính, sắc nét, khuếch tán và cơ bản.
Loại năng lượng bức xạ 
Các loại quang phổ được phân biệt bởi loại năng lượng bức xạ liên quan đến sự tương tác. Trong nhiều ứng dụng, quang phổ được xác định bằng cách đo sự thay đổi cường độ hoặc tần số của năng lượng này. Các loại năng lượng bức xạ được nghiên cứu bao gồm:

Bức xạ điện từ là nguồn năng lượng đầu tiên được sử dụng cho nghiên cứu quang phổ. Các kỹ thuật sử dụng bức xạ điện từ thường được phân loại theo vùng bước sóng của phổ và bao gồm vi sóng, terahertz, tia hồng ngoại, quang phổ hồng ngoại, tia cực tím và tia cực tím, quang phổ tia X và gamma.
Các hạt, do bước sóng Broglie của chúng, cũng có thể là nguồn năng lượng bức xạ và cả hai điện tử và nơtron thường được sử dụng. Đối với một hạt, động lực của nó.
Quang phổ âm học bao gồm sóng áp suất bức xạ.
Các phương pháp cơ học có thể được sử dụng để truyền năng lượng bức xạ, tương tự như sóng âm, sang vật liệu rắn.
Bản chất của sự tương tác 
Các loại quang phổ cũng có thể được phân biệt bởi bản chất của sự tương tác giữa năng lượng và vật liệu. Những tương tác này bao gồm: 

Hấp thu xảy ra khi năng lượng từ nguồn bức xạ được hấp thụ bởi vật liệu. Hấp thu thường được xác định bằng cách đo phần năng lượng truyền qua vật liệu; Hấp thu sẽ giảm phần truyền.
Phát xạ cho thấy rằng năng lượng bức xạ được giải phóng bởi chất liệu. Phổ đen của vật liệu là phổ phát xạ tự phát được xác định bởi nhiệt độ của nó; Tính năng này có thể được đo bằng hồng ngoại bằng các dụng cụ như Máy đo giao thoa xung phát xạ khí (AERI).  Phát xạ cũng có thể được gây ra bởi các nguồn năng lượng khác như ngọn lửa hay tia lửa hay bức xạ điện từ trong trường hợp phát huỳnh quang.
Quang phổ tán xạ tán sắc và phản xạ xác định cách bức xạ bức xạ được phản xạ hoặc phân tán bởi vật liệu. Kết tinh học sử dụng sự tán xạ của bức xạ năng lượng cao, chẳng hạn như tia X và electron, để kiểm tra sự sắp xếp các nguyên tử trong protein và các tinh thể rắn.
Quang phổ trở kháng nghiên cứu khả năng của một môi trường để ngăn chặn hoặc làm chậm sự truyền năng lượng. Đối với các ứng dụng quang học, điều này được đặc trưng bởi các chỉ số khúc xạ.
Các hiện tượng tán xạ không hàn có liên quan đến sự trao đổi năng lượng giữa bức xạ và vật chất làm thay đổi bước sóng của bức xạ rải rác. Chúng bao gồm tán xạ Raman và Compton.
Quang phổ mạch cộng hưởng hoặc cộng hưởng là những kỹ thuật mà năng lượng bức xạ kết hợp với hai trạng thái lượng tử của vật liệu trong một tương tác mạch lạc được duy trì bởi trường bức xạ. Tính liên kết có thể bị phá vỡ bởi các tương tác khác, như va chạm hạt và chuyển năng lượng, và do đó thường đòi hỏi cường độ bức xạ cường độ cao.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.