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SPETTROSCOPIA. Vapore di Na Spettro in assorbimento Spettro in emissione.

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Presentazione sul tema: "SPETTROSCOPIA. Vapore di Na Spettro in assorbimento Spettro in emissione."— Transcript della presentazione:

1 SPETTROSCOPIA

2 Vapore di Na Spettro in assorbimento Spettro in emissione

3 SPETTROSCOPIA ASSORBIMENTO EMISSIONE DISPERSIONE

4 1.Posizione 2.Intensità 3.Ampiezza della linea

5 LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO

6 SPETTROMETRO sorgente prisma, reticolo campione rivelatore (assorb.) rivelatore (Raman) Sorgenti: klystron, solenoidi, metalli, o ossidi metallici riscaldati, gas nobili attraversati da scariche elettriche, elementi radioattivi, luce di sincrotrone... Elementi disperdenti: prismi di quarzo, o altri monocristalli, reticoli di diffrazione Rivelatori: semiconduttori, fotomoltiplicatori, pellicole fotosensibili Il campione può essere gassoso, in soluzione liquida, solido (cristallino o in polvere) Le celle sono in genere rivestite di specchi semitrasparenti per aumentare il cammino ottico della radiazione

7 SPETTROSCOPIA DI ASSORBIMENTO Rivelatore Campione Reticolo Riferimento Sorgente Combinatore dei fasci

8 DISPERSIONE : PRISMA Bassa frequenza Alta frequenza

9 DISPERSIONE : RETICOLO Raggio diffuso Raggio incidente Reticolo di diffrazione Raggio diffuso

10 Red Blue Differenti interferiscono a differenti

11 MONOCROMATORE Raggio incidente Raggi diffusi Al rivelatore Fenditura Reticolo di diffrazione

12 1. Dispersione diretta prismi reticoli 2. Interferometria La spettroscopia in trasformata di Fourier differisce dalla spettroscopia convenzionale in quanto tutte le lunghezze donda sono misurate simultaneamente. Questo riduce considerevolmente il tempo necessario per raccogliere lo spettro con il necessario rapporto segnale/rumore.

13 SPETTROSCOPIA RAMAN Monocromatore o interferometro Rivelatore Cella del campione

14 INTENSITA LEGGE DI LAMBERT-BEER I=I 0 e -εc l lunghezza della cella l c : concentrazione del campione

15 La quantità di fotoni assorbiti dalle molecole del campione (cioè la quantità di radiazione assorbita) dipende da Legge di Lambert-Beer I=I 0 e -εc l la natura chimica delle molecole la loro concentrazione, c la frequenza della radiazione incidente = ( ) la lunghezza del cammino ottico l

16 INTENSITA Coefficiente di assorbimento molare Numero donda coefficiente di assorbimento integrato 1.TRASMITTANZA T=I/I 0 2.ASSORBANZA A=log(I 0 /I) 3.COEFFICIENTE DI ASSORBIMENTO MOLARE

17 1.numero di molecole N i per volume unitario che sono nello stato iniziale (densità di popolazione) 2.probabilità che la transizione abbia luogo. Lintensità di una linea dello spettro dipende da

18 1. POPOLAZIONE DEI LIVELLI A. Effetto della separazione dei livelli Livelli E (cm -1 )N/N 0 a 300 K Elettronici Vibrazionali Rotazionali Rotazionale Vibrazionale Elettronico

19 B. Effetto della temperatura Energy 0KWARM HOT 0 K T mediaT elevata

20 Assorbimento stimolato Emissione stimolata Emissione spontanea 2. PROBABILITA DI TRANSIZIONE INTERAZIONE MATERIA - CAMPO ELETTROMAGNETICO assorbimento stimolato w = B emissione stimolata w = B emissione spontanea w = A B = B A 3 B

21 Il momento di dipolo cambia quando un elettrone 1s diventa un 2p (non un 2s) Il cambiamento in dipolo associato con la transizione 1s 2p causa loscillazione del campo elettromagnetico I cambiamenti della lunghezza di legame di una molecola che vibra causano un cambiamento nel momento di dipolo che causa loscillazione del campo EM REGOLE DI SELEZIONE E MOMENTI DI TRANSIZIONE I coefficienti B di Einstein sono legati al momento di transizione

22 AMPIEZZA DELLA LINEA ALLARGAMENTO DOPPLER LARGHEZZA NATURALE DELLA LINEA

23 Spostamento verso il blu (a più alte frequenze) Spostamento verso il rosso (a più basse frequenze) Posizioni della sorgente sonora Effetto Doppler

24 in moto ferma Intensità

25 Effetto Doppler e temperatura Frequenza Intensità dellassorbimento

26 LARGHEZZA NATURALE DELLA LINEA Tutti i livelli hanno una minima ampiezza dovuta al principio di indeterminazione Δ E Δ t ħ La molecola rimane nello stato eccitato per un tempo finito e poi decade per emissione spontanea A 3 B La vita media in uno stato eccitato è tanto più breve quanto maggiore è la differenza di energia rispetto allo stato fondamentale. Tanto più breve è la vita media tanto maggiore è l ampiezza del livello.


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