La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali."— Transcript della presentazione:

1 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali

2 H2OH2O Notch Filter Laser υ 0 υ1υ1 La luce diffusa contiene (almeno) una componente a frequenza differente da quella incidente L’intensità di tale componente risulta molto minore di quella a frequenza υ0υ0 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman"

3 ε incidente su una molecola p= α ε sia in presenza (es. molecole diatomiche eteronucleari) che in assenza (omonucleari) di un p intrinseco α = tensore polarizzabilità Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman"

4 α modulato dai moti di vibrazione nucleari dipoli indotti oscillanti a frequenze ≠ υ0 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" emissione di radiazione a frequenza > υ 0 ANTI-STOKES < υ 0 STOKES = υ 0 REYLEIGH variazione di almeno una componente del tensore polarizzabilità

5 Approssimazione Born-Oppenheimer Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" disaccoppiamento moti elettronici e nucleari Per fissato stato elettronico di energia E e, i moti nucleari avvengono in V eff = V nn + E e V eff (R) R ReRe

6 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" V(R) ~ (∂ 2 V eff ∕ ∂R 2 | R e ) (Q 2 /2) k υ 0 = R Q=R-R e

7 interazione con radiazione elettromagnetica (approssimazione di dipolo elettrico) approssimazione di “armonicità elettrica” μ ~ μ(0) + (∂μ∕∂Q| 0 ) Q + …  effetti di anarmonicità (termini di ordine superiore) in V Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" transizione tra due stati vibrazionali ≠0 se: υ0υ0 I υ 2υ02υ0 e μ

8 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" sistema di S atomi elasticamente accoppiati 3S-6 coordinate qi (3S-5 per molecola lineare) qiqi q i+1 q i+2

9 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" transizioni di dipolo elettrico: EXC (0,0,…1,…0) GROUND (0,0,…0,…0) υ IR hυ IR equazione di Schrodinger per singolo modoenergia totale vibrazionale

10 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" stretching: variazione distanza di legame lungo asse internucleare bending: variazione angolo tra due legami simmetricoasimmetrico rockingscissoring waggingtwisting

11 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" stretching bending lineare (4 modi) apolare (p uguali ed opposti si compensano)

12 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" non lineare (3 modi) polare

13 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" scattering anelastico di luce transizioni vibrazionali (ir) con sorgente visibile o uv serie di livelli vibrazionali a g.s. elettronico fissato (Raman “non risonante”) υ0υ0 υ0υ0 REYLEIGH υ0υ0 υ <υ 0 STOKES υ0υ0 υ >υ 0 ANTI STOKES

14 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" scattering: processo a due fotoni (uno assorbito ω i ed uno diffuso ω s contemporaneamente) s (10 -9 ÷ s per fotoluminescenza, processo ad un fotone) emissione in seguito ad assorbimento radiazione eccitatrice fotoni emessi a υ em < υ inc υ em indipendente da υ inc righe Raman Anti Stokes ω s varia con ω i, costante ∆ω = ω i - ω s a

15 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" processi al primo ordine: creazione (stokes) o distruzione (anti stokes) di un fonone (processi di ordine superiore risultano meno probabili) meccanismo con bassa probabilità (10 -5 ÷10 -8 ) rispetto alla diffusione elastica (reyleigh) rapporto di intensità stokes/antistokes quanto vibrazionale del sistema transizione modo a frequenza propria ω k ∆ω= ω k utilizzo sorgente laser per rendere rilevabile la componente anelastica popolazione statistica dei livelli vibrazionali

16 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" ∂α∕∂Q i | 0 ≠0 tensore polarizzabilità α rappresentabile tramite ellissoide origine = baricentro di carica della molecola plot variazione di forma, dimensione o orientazione dell’ellissoide per singolo modo Q i, consideriamo transizione tra stati vibrazionali tramite dipolo indotto μ ind =αε ∆v i =∓1 [∫Φ fin *μ ind Φ in d τ i ] exp[i(ω fin -ω in ) t] E o [∫Φ fin *αΦ in d τ i ] exp[i(∆ω ∓ ω o )]t approssimazione di α al primo ordine raman rotazionale α≃ α(o) + [∂α∕∂Q i | 0 ] Q i +…

17 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" vibrazioni non ir attive in omonucleari indagabili tramite Raman

18 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" stretching simmetrico è l’unico modo raman attivo mutua esclusione raman-ir in presenza di centri di simmetria

19 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" stretching simmetrico è l’unico modo significativamente attivo

20 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" incidenza luce laser su campione analisi luce diffusa anelasticamente riconoscimento molecole coinvolte riga eccitatrice υ 0 monocromaticità alta intensità (10 13 fotoni/s) intensity Vs raman shifting (υ 0 - υ sc ) modi di vibrazione dipendono da specie chimica e struttura

21 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" tecnica non distruttiva no preparazione campioni analisi di piccole zone (~μm) applicazione allo studio di beni culturali spettro raman caratteristico (uso banche dati) sorgente laser CCD monocromatore campione

22 età romana Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" Minio (Pb 3 O 4 )

23 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" Broken Hill, Australia 2Pb 2+ O·Pb 4+ O 2 tetragonale

24 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" seconda età del ferro Ematite (Fe 2 O 3 )

25 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" Fe 3+ 2 O 3 trigonale Cipro, 14 secolo a.C.

26 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman" prima età del ferro carbone

27 Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali: "La Spettroscopia Raman"


Scaricare ppt "Approfondimento corso Tecnologie Fisiche per i Beni Culturali."

Presentazioni simili


Annunci Google