P1100239

padają elektromagnetyczne jednakowej częstości. W związku z    '

teczce jest urządzenie do otrzymywania widma promieniowania. JaJco dctęlfj. służą urządzenia wyposażone w kryształ krzemowy lub germanowy. Detektor^ łączony jest do wzmacniacza i układu rejestrującego.

Zaletą spektroskopii mikrofalowej jest jej duża zdolność rozdzielcza, która uwarunkowana bardzo monochromatycznym charakterem promieniowania Mfct falowego. Na przykład promieniowanie o częstości 30 000 MHz, które odp-_4ł da długości fali 1 cm, mu szerokość spektralną 0,003 MHz tj. 10“⁴%. Dalszą mikrofalowej spektroskopii jest możliwość niezależnego pomiaru częstości i dług;.* fair. Umożliwia to dokładną lokalizację pasm absorpcji, tak że praktycznie n*_k chodzi tu koincydencja.

Wady spektroskopii mikrofalowej to: możliwość badania tylko gazcwft-substancji, mała czułość oraz niedostępność przyrządów powszechnie nie produb. wanycli seryjnie. Stosuje się tylko przyrządy własnej konstrukcji. Zakres capufc^ przy którym przyrząd można używać jest ograniczony, ponieważ klistron, falowej i pozostałe części są tak zbudowane, aby można było pracować tylko w okrelJaiji dość wąskim zakresie.

Ale mimo wspomnianych wad, spektroskopię mikrofalową stosuje się z pwj dzenicm do analizy mieszanin gazowych, zwłaszcza substancji o zbliżonych v.>i_Stt ściach, gdy inne metody zawodzą.

23. SPEKTROSKOPIA RAMANA

Rotacyjno-oscyiacyjnc stany cząsteczek można badać nic tylko na podia* absorpcji promieniowania podczerwonego, ale i za pomocą rozpraszania Banu przez cząsteczki. Cząsteczka poddana działaniu promieniowaniu może w cdpc*« nich warunkach absorbować tylko część energii padającego kwantu ś*ietaę i nadmiar energii promienistej rozpraszać w postaci światła o innych drgaart Różnica drgań padającego i rozpraszanego promieniowania odpowiada ck&nb rystyc/nym rotacyjnym lub oscylacyjnym drganiom badanego środowiska. Zj wisko to. znane jako efekt Ra mana, jest przyczyną powstawania widm ramna* skich i jest podstawą spektroskopii Rn ma na.

23.1. OMÓWIENIE WIDM RAMANA

Przyczyny powstawania widm ramanowskich i widm w podczerwieni tą aś same. Widma te wywołane są zmianami oscylacyjno-rotacyjnego stanu energrtp nego cząsteczek pod wpływem promieniowania, ale między nimi /uchodzi różnica. Powstanie widm w podczerwieni związane jest ze zmianą trwałego moc© “dipolowego cząsteczki 0*). Natomiast rozproszenie Ramona uwarunkował jfl okresowymi zmianami indukowanego momentu dipolowego cząsteczki w \v)iit

gd?ie: a₀ - równowagowa polaryżowalność wiązania, Ar m r-r₀ - różnicą odległości między,atomowych w dowolnym (r) i równowagowym stanie cząsteczki (r₀).

Na podstawie teorii kwantowej powstanie widma Ramona można wyjaśnić w następujący sposób:

Po poddaniu badanej cząsteczki dzinłoniu monochromatycznego promieniowania o częstości v₀ następuje absorpcja kwantu M’₀ i cząsteczka przechodzi do jakiegoś wyższego stanu energetycznego.

Stan ten jest nietrwały i cząsteczka dąży do osiągnięcia pewnego stanu hardziej stabilnego, cmitująo określony kwant świetlny. W widmie występują wówczas trzy rodzaje linii (rys. 23.1).

-

Ryl, 23.1. Proces powstawania widma Ramona: a) rozpraszanie Rayleigha. b) rozpraszanie stokesowskie, c) rozpraszanie antystokesowskie

1.    Jeżeli cząsteczka znajdowała się w podstawowym stanic niewzbudzo-nym (c = 0), u po wzbudzeniu ponownie wraca do tego stanu, to staje się ona źródłem promieniowania o tej samej częstości v₀, jaką ma promieniowanie wzbudzające: Jest to rozproszenie światła klasyczne, czyli Rayleigha (ok. 99%).

2.    Jeżeli cząsteczka część energii padającego kwantu /iv₀ zużyje na wzbudzenie drgań własnych o częstości v (c =■ 0 -* v = 1), to w widmie pojawi się Unia o mniejszej energii (Av₀-Av) i o większej długości fali w stosunku do promieniowania wzbudzającego. Jest to linia Stokesa (stokesowska).

3.    W końcu, oddziaływanie promieniowania z cząsteczkami występującymi w stanie wzbudzonym (np. v = 1) powoduje, że w świetle rozproszonym będą występowały linie o krótszej długości fali odpowiadające kwantom o energii Ay₀+Ay. Linie te określa sic jako linie antystokcsowskic.