Рентгеновская спектроскопия
Получение рентгеновских (Р) спектров испускания и поглощения и их использование в исследованиях электронной энергетической структуры атомов, молекул и твёрдых тел.
Исследуя по Р спектрам поглощения зависимость коэффициента поглощения от энергии Р фотонов, получают сведения об энергетическом распределении плотности свободных электронных состояний. Спектральное положение границы спектра поглощения и максимумов его тонкой структуры позволяют найти кратность зарядов ионов в соединениях. Р спектроскопия даёт возможность также установить симметрию ближнего окружения атома, а также природу химической связи. Далёкая тонкая структура Р спектроскопии, даёт информацию о типе и расположении атомов вблизи от того атома, спектр которого получают, а также о расстоянии между ними.
>> next >>
Рентгеноэлектронная спектроскопия находит применение для определения энергии внутренних уровней атомов, для химического анализа и изучения валентных состояний атомов в химических соединениях.
>> next >>
Радиоспектроскопия
Радиоспектроскопия раздел физики, в рамках которого исследуются переходы между энергетическими уровнями квантовой системы, индуцированные электро-магнитным излучением радиодиапазона.
РС отличается от оптической спектроскопии и инфракрасной спектроскопии специфическими особенностями: а) благодаря малым частотам ω и, следовательно, малым энергиям квантов С›ω в РС исследуются квантовые переходы между близко расположенными уровнями энергии. Это делает возможным изучение таких взаимодействий в веществе, которые вызывают очень малые расщепления энергетического уровня, незаметные для оптической спектроскопии. б) Измерение длины волны λ, характерное для оптической спектроскопии, в РС заменяется измерением частоты ω, что осуществляется обычно радиотехническими методами с большой точностью. Это позволяет измерять тонкие детали спектров, связанные с малыми сдвигами уровней систем, участвующих в поглощении радиоволн.
Применение: Методами РС можно определять структуру твёрдых тел, жидкостей, молекул, магнитные и квадрупольные моменты атомных ядер, симметрию поля окружения, валентность ионов, электрические и магнитные свойства атомов, молекул радикалов и др. Методы РС применяются для качественного и количественного анализа веществ. В РС впервые наблюдалось вынужденное излучение, что привело к созданию квантовых генераторов и усилителей сначала в радио-, а затем в оптических диапазонах.
>> next >>
Измеряемые величины в спектроскопии
Большинство наших сведений о структуре атомов и молекул получено в результате спектроскопических исследований. Анализ спектров позволяет получить параметры исследуемого излучения, определяющиеся свойствами атомной системы и ее взаимодействием с окружающей средой. К примеру:
Частота или длина волны спектральных линий, позволяющая определить уровни энергии атомной или молекулярной системы.
Интенсивность линии, пропорциональная вероятности перехода, которая является мерой того, насколько сильно связаны два уровня атомного.
Ширина и сдвиг спектральных линий: при этом естественная ширина позволяет определить времена жизни возбужденных состояний атомных систем; доплеровская ширина линии дает распределение скоростей излучающих или поглощающих атомов и температуру исследуемого объекта.
Расщепление спектральных линий во внешних магнитном и электрическом полях дают важный способ измерения магнитных и электрических моментов и выяснения типа связи различных угловых моментов в атомах и молекулах.