Experimentele analysetechnieken - De interactie tussen elektromagnetische straling en materie
1. Absorptie van licht
Wanneer atomen, moleculen of ionen de energie van fotonen absorberen en het verschil tussen hun basisenergie en de energie in de aangeslagen toestand voldoet aan Δ E=mv, zullen ze overgaan van de grondtoestand naar de aangeslagen toestand, en dit proces wordt genoemd absorptie. De studie van absorptiespectra kan de samenstelling, inhoud en structuur van het monster bepalen. De analytische methode die is vastgesteld op basis van absorptiespectroscopie wordt absorptiespectroscopie genoemd.
2. Emissie van licht
Wanneer een stof energie absorbeert en overgaat van de grondtoestand naar de aangeslagen toestand, is de aangeslagen toestand instabiel en zal deze na ongeveer 10-8 seconden terugkeren naar de grondtoestand. Als er op dit punt energie vrijkomt in de vorm van licht, wordt dit proces emissie genoemd.
3. Verstrooiing van licht
Wanneer licht door een medium gaat, treedt het fenomeen emissie op. Wanneer de grootte van de mediumdeeltjes (zoals in emulsies, suspensies, colloïdale oplossingen) vergelijkbaar is met de golflengte van licht, neemt de intensiteit van het uitgezonden licht toe, wat ook met het blote oog te zien is als het Tyndall-effect. De intensiteit van verstrooid licht is omgekeerd evenredig met het kwadraat van de lengte van het invallende licht, en kan worden gebruikt voor het bestuderen van de grootte en morfologie van polymeermoleculen en colloïdale deeltjes. Wanneer de moleculen van het medium kleiner zijn dan de golflengte van het licht, vindt Rayleigh M9-emissie plaats. Deze verstrooiing wordt veroorzaakt door elastische botsingen tussen fotonen en moleculaire moleculen. Er vindt geen energie-uitwisseling plaats tijdens een botsing, alleen de richting van de fotonbeweging wordt veranderd, dus de frequentie van het verstrooide licht blijft onveranderd en de intensiteit van het verstrooide licht is omgekeerd evenredig met de vierde macht van de golflengte van het invallende licht. Wanneer fotonen niet-elastisch botsen met middelgrote moleculen, veranderen ze niet alleen hun bewegingsrichting, maar wisselen ze ook energie uit, wat resulteert in een verandering in de frequentie van verstrooid licht. Dit verstrooiingsfenomeen wordt Raman-verstrooiing genoemd.
4. Reflectie en breking
Wanneer licht wordt bestraald vanuit medium (1) naar het grensvlak van een ander medium (2), verandert een deel van het licht van richting op het grensvlak en keert terug naar het grensvlak (1), wat lichtreflectie wordt genoemd. Een ander deel van het licht verandert van richting en komt medium (2) binnen onder een hoek van r (brekingshoek), wat lichtbreking wordt genoemd.
5. Interferentie
Onder bepaalde omstandigheden zullen lichtgolven met elkaar interageren. Wanneer ze over elkaar heen worden gelegd, produceren ze een samengestelde golf waarvan de intensiteit afhangt van de fase van elke golf. Wanneer het faseverschil tussen de twee golven 180 graden bedraagt, treedt de maximale destructieve interferentie op. Wanneer de twee golven in fase zijn, treedt de maximale constructieve interferentie op. Door het interferentieverschijnsel kunnen heldere en donkere strepen worden verkregen. Als twee golven elkaar versterken, verschijnen er heldere strepen. Als ze elkaar opheffen, verschijnen er donkere strepen
6. Diffractie
Het fenomeen waarbij lichtgolven afwijken van hun rechte lijn wanneer ze door obstakels of nauwe spleten gaan, wordt diffractiefenomeen genoemd. Het is het resultaat van interferentie.
