Tècniques d'anàlisi experimental - La interacció entre la radiació electromagnètica i la matèria
1. Absorció de llum
Quan els àtoms, les molècules o els ions absorbeixen l'energia dels fotons i la diferència entre la seva energia base i l'energia de l'estat excitat satisfà Δ E=mv, passaran de l'estat fonamental a l'estat excitat, i aquest procés s'anomena absorció. L'estudi dels espectres d'absorció pot determinar la composició, el contingut i l'estructura de la mostra. El mètode analític establert basat en l'espectroscòpia d'absorció s'anomena espectroscòpia d'absorció.
2. Emissió de llum
Quan una substància absorbeix energia i passa de l'estat fonamental a l'estat excitat, l'estat excitat és inestable i tornarà a l'estat fonamental al cap de 10-8 segons aproximadament. En aquest punt, si s'allibera energia en forma de llum, aquest procés s'anomena emissió.
3. Dispersió de la llum
Quan la llum travessa un medi, es produeix el fenomen d'emissió. Quan la mida de les partícules mitjanes (com en emulsions, suspensions, solucions col·loïdals) és similar a la longitud d'ona de la llum, augmenta la intensitat de la llum emesa, que també es pot veure a ull nu com l'efecte Tyndall. La intensitat de la llum dispersa és inversament proporcional al quadrat de la longitud de la llum incident, i es pot utilitzar per estudiar la mida i la morfologia de les molècules de polímer i les partícules col·loïdals. Quan les molècules del medi són més petites que la longitud d'ona de la llum, es produeix l'emissió de Rayleigh M9. Aquesta dispersió és causada per col·lisions elàstiques entre fotons i molècules moleculars. No hi ha intercanvi d'energia durant la col·lisió, només es canvia la direcció del moviment dels fotons, de manera que la freqüència de la llum dispersa es manté inalterada i la intensitat de la llum dispersa és inversament proporcional a la quarta potència de la longitud d'ona de la llum incident. Quan els fotons xoquen de manera no elàstica amb molècules mitjanes, no només canvien la seva direcció de moviment sinó que també intercanvien energia, donant lloc a un canvi en la freqüència de la llum dispersa. Aquest fenomen de dispersió rep el nom de dispersió Raman.
4. Reflexió i refracció
Quan la llum s'irradia des del medi (1) a la interfície d'un altre medi (2), part de la llum canvia de direcció a la interfície i torna a la interfície (1), que s'anomena reflex de la llum. Una altra part de la llum canvia de direcció i entra al medi (2) amb un angle de r (angle de refracció), que s'anomena refracció de la llum.
5. Interferències
En determinades condicions, les ones de llum interactuaran entre elles. Quan es superposen, produiran una ona composta la intensitat de la qual depèn de la fase de cada ona. Quan la diferència de fase entre les dues ones és de 180 graus, es produeix la màxima interferència destructiva. Quan les dues ones estan en fase, es produeix la màxima interferència constructiva. Mitjançant el fenomen d'interferència, es poden obtenir ratlles brillants i fosques. Si dues ones s'enforteixen mútuament, apareixeran ratlles brillants. Si s'anul·len mútuament, apareixeran ratlles fosques
6. Difracció
El fenomen de les ones de llum que es desvien de la seva línia recta quan travessen obstacles o escletxes estretes s'anomena fenomen de difracció. És el resultat de la interferència.
