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Introduzione ai metodi spettroscopici Interazione energia-materia Sorgente Campione Rivelatore D Radiazione elettromagnetica Assorbimento Emissione Diffusione Diffrazione Misura della intensità luminosa Radiazione elettromagnetica A =Ampiezza ν = frequenza λ = lunghezza d’onda φ = fase X A(t ) A0 sin( t ) T Y A t Campo elettrico e campo magnetico • Stessa λ + = • Stessa ampiezza • Stessa fase •Differenza di fase + = Δφ = 180° •Frequenza e lunghezza d’onda di una radiazione e.m. sono correlate: ν = c/λ (C = 3 x 108 m s-1) •L’energia del fotone è associata alla frequenza E = hν (h = 6.63 x 10-24 J s ) All’aumentare dell’intensità aumenta il numero di fotoni mentre l’energia del singolo fotone resta costante Energia = hc λ Principio di indeterminazione di Heisemberg • Per particelle di massa molto piccola la misura accurata della posizione induce una perturbazione nella posizione stessa x mv h Quantizzazione della materia Legge di distribuzione di Boltzmann ΔE n e n E kT k = 1.38 × 10–23 J K–1 (costante di Boltzmann) 6.02 × 1023 × 1.38 × 10–23 J K–1 = 8.3 J K–1 = R (costante dei gas) L’energia luminosa può interagire con le molecole in diversi modi, promuovendo gli elettroni a livelli di energia superiore •Osserviamo assorbimento e (eventualmente) emissione •Transizioni Elettroniche (20 kJ mol-1) Vibrazionali (2.5 kJ mol-1) Rotazionali (0.25 kJ mol-1) Livelli elettronici e vibrazionali E v2 v1 E1 v0 v2 v1 v0 E0 r 105 microonde Transizioni rotazionali 104 Transizioni vibrazionali 103 visibile 102 ultravioletto Transizioni elettroniche 10 raggi X 1 Diffrazione Energia infrarosso Livelli elettronici Energy * anti-bonding * anti-bonding n non-bonding bonding bonding Assorbimento ed emissione: il principio di Franck - Condon E r Assorbimento ed emissione Misura dell’assorbimento Io I Sorgente Monocromatore Campione Ricevitore Monocromatore
