
- •Часть 1. Тема 1: Основные положения спектроскопии
- •1.1. Основные квантовые законы (постулаты Бора)
- •1.2. Уровни энергии и переходы между ними.
- •1.2.1. Спектр атома водорода
- •1.3. Спектры поглощения, испускания и рассеивания
- •1.3.1. Оптическое возбуждение
- •1.3.2. Комбинационное рассеивание
- •1.3.3. Электрические способы возбуждения
- •1.4. Деление спектроскопии по свойствам излучения
- •1.4.1. Предмет и задачи спектроскопии
- •1.4.2. Деление спектроскопии по свойствам электромагнитного излучения
- •1.5. Деление спектроскопии по свойствам атомных систем
- •1.6. Типы уровней атомов и молекул
- •Тема 2: Спектроскопические методы анализа
- •2.1. Классификация типов спектрального анализа.
- •2.2. Деление спектроскопии по методам: некоторые особенности проведения анализа
- •2.3. Деление спектрального анализа по решаемым задачам: некоторые особенности проведения
- •2.3.1. Элементный спектральный анализ
- •2.3.2. Изотопный спектральный анализ.
- •2.3.3. Молекулярный спектральный анализ
- •Абсорбционный анализ по спектрам поглощения
- •Эмиссионный молекулярный спектральный анализ
- •2.3.4. Анализ структурных элементов сложных молекулярных соединений
- •1. Структурный анализ в уф и видимой областях
- •2. Спектральный структурный анализ в ик области
- •3. Структурный анализ по спектрам комбинационного рассеивания
- •2.4. Общие схемы проведения спектрального анализа
- •2 .4.1. Эмиссионный спектральный анализ
- •2.4.2. Абсорбционный спектральный анализ
- •2.5. Основные характеристики и области применения спектрального анализа
- •Часть 2: Атомная спектроскопия. Тема 3. Уровни энергии и спектры атома водорода и водородоподобных ионов.
- •3.1. Квантовые числа одноэлектронного атома и степень вырождения его уровней.
- •3.2. Невырожденные и вырожденные уровни энергии. Вырождение уровней одноэлектронного атома.
- •3.3. Правила отбора для одноэлектронных атомов.
- •3.4. Тонкая структура уровней энергии и спектральных линий.
- •3.5. Зависимость спектров одноэлектронных атомов от заряда и массы ядра.
- •3.6. Характеристика стационарных состояний одноэлектронного атома.
- •Тема 4. Электронные оболочки атомов и периодическая система элементов.
- •4.1. Квантовые числа электронов в сложном атоме и принцип Паули.
- •4.2. Электронные слои и оболочки и их заполнение.
- •4.3. Зависимость энергии электронов от орбитального кв. Числа.
- •4.4. Свойства элементов с заполненными и незаполненными оболочками.
- •4.5. Типы спектров различных элементов.
- •Тема 5: Основы общей систематики сложных спектров.
- •5.1. Сложение орбитальных и спиновых моментов и типы связи.
- •5.2. Общая характеристика нормальной связи.
- •Тема 6: Рентгеновские спектры.
- •6.1 Общая характеристика рентгеновских спектров поглощения и испускания.
- •6.2. Внутренняя конверсия рентгеновского излучения.
- •Тема 7: Явление Зеемана и магнитный резонанс.
- •7.1. Расщепление уровней энергии в магнитном поле.
- •7.2. Общая картина зеемановского расщепления спектральных линий.
- •Тема 8. Явление Штарка.
- •8.1. Общая характеристика явления Штарка.
- •8.2. Явление Штарка для атомов в общем случае.
- •Часть 4. Молекулярный спектральный анализ Тема 9: ик-спектрометрия и уф-спектрофотометрия
- •9.1. Строение молекулы
- •9.2. Молекулярные спектры
- •9.3. Вращательные спектры
- •9.4 Колебательные спектры
- •9.5 Электронные спектры
- •9.6 Аппаратура ик-спектроскопии.
- •2) Кюветное отделение.
- •3) Фотометр
- •4) Монохроматор
- •9.7 Аппаратура уф – спектроскопии
- •4)Кюветное отделение
- •Тема 10. Качественный и количественный молекулярный анализ.
- •D зависит только от числа поглощающих частиц на пути светового пучка и от их свойств.
- •5.1. Качественный молекулярный анализ
- •5.2. Количественный молекулярный анализ
- •3 Эмиссионный спектральный анализ.
1.4.2. Деление спектроскопии по свойствам электромагнитного излучения
Шкала электромагнитных волн (см):
Радиочастотная область |
Оптическая область |
Рентгеновская |
Область γ-излучения |
||||
Длинно-волновая |
Коротко-волновая |
Микро-волновая |
ИК-обл. |
Видимая |
УФ-обл. |
||
|
|
|
|
|
|
|
В соответствии со шкалой электромагнитных волн различают:
γ-спектроскопию
Рентгеновскую спектроскопию
Оптическую спектроскопию
Ультрафиолетовая спектроскопия
Спектроскопия видимого излучения
ИК-спектроскопия
Радиоспектроскопию
Микроволновая спектроскопия
Собственно-радиочастотная спектроскопия
Границы диапазонов шкалы являются условными, так как свойства излучения постепенно изменяются с изменением длинны волны. Рассмотренное деление спектроскопии по диапазонам длин волн (и соответственно частот) определяется различием экспериментальных методов для исследования отдельных областей спектра. Для разных областей спектра применяют разные источники и приёмники излучения.
Для оптической спектроскопии характерно применение оптических методов, причём спектральное разложение производится призмами и дифракционными решётками.
В радиоспектроскопии используются радиотехнические методы, например методы радиолокации.
В рентгеновской спектроскопии для спектрального разложения используется дифракция рентгеновских лучей кристаллами и дифракционные решётки.
В γ-спектроскопии используют специфические методы ядерных исследований.
Следует учитывать, что при изучении спектров испускания исследуется излучение, даваемое источником (например, дугой), а в случае спектров поглощения и рассеивания исследуется излучение, прошедшее через вещество или рассеянное веществом, спектр которого изучается.
В оптической и рентгеновской областях спектра для получения спектра поглощения применяются источники, обладающие сплошным спектром испускания. Спектр поглощения вещества, через которое прошло излучение, получается на фоне спектра испускания источника в виде тёмных линий.
В области радиочастот для получения спектров поглощения применяют монохроматические источники излучения. Для получения спектров поглощения изменяют частоту излучения.
Таблица: данные, характеризующие экспериментальные методы, применяемые для различных областей электромагнитного излучения.
Название области |
Источники излучения |
Способ спектрального разложения |
Приёмники излучения |
Радиочастотная |
Излучающие радиоконтуры |
Изменение частоты контура |
Приёмная радиосхема |
Микроволновая |
Клистроны |
Изменение частоты клистрона |
Пьезокварц |
ИК-область |
Термо излучатели |
Призмы |
Фотоэлементы, фотопластинки |
Видимая, УФ области |
Газовый разряд, дуга, искра, люмин. источники, лазеры |
Призмы, дифракционные решётки |
Фотоэлементы, фотопластинки |
Рентгеновская область |
Рентгеновские трубки |
Дифракционные решётки, кристаллы |
Фотоэлементы, фотопластинки, иониз. камеры |