Tecniche di Analisi Sperimentale - L'Interazione tra Radiazione Elettromagnetica e Materia
1. Assorbimento della luce
Quando atomi, molecole o ioni assorbono l'energia dei fotoni e la differenza tra la loro energia di base e l'energia dello stato eccitato soddisfa Δ E=mv, passeranno dallo stato fondamentale allo stato eccitato e questo processo è chiamato assorbimento. Lo studio degli spettri di assorbimento può determinare la composizione, il contenuto e la struttura del campione. Il metodo analitico stabilito basato sulla spettroscopia di assorbimento è chiamato spettroscopia di assorbimento.
2. Emissione di luce
Quando una sostanza assorbe energia e passa dallo stato fondamentale allo stato eccitato, lo stato eccitato è instabile e tornerà allo stato fondamentale dopo circa 10-8 secondi. A questo punto, se l'energia viene rilasciata sotto forma di luce, questo processo viene chiamato emissione.
3. Diffusione della luce
Quando la luce attraversa un mezzo si verifica il fenomeno dell'emissione. Quando la dimensione delle particelle del mezzo (come nelle emulsioni, sospensioni, soluzioni colloidali) è simile alla lunghezza d'onda della luce, l'intensità della luce emessa aumenta, fenomeno che può essere visto anche ad occhio nudo come effetto Tyndall. L'intensità della luce diffusa è inversamente proporzionale al quadrato della lunghezza della luce incidente e può essere utilizzata per studiare la dimensione e la morfologia delle molecole polimeriche e delle particelle colloidali. Quando le molecole del mezzo sono più piccole della lunghezza d'onda della luce, si verifica l'emissione di Rayleigh M9. Questa diffusione è causata da collisioni elastiche tra fotoni e molecole molecolari. Non c'è scambio di energia durante la collisione, cambia solo la direzione del movimento dei fotoni, quindi la frequenza della luce diffusa rimane invariata e l'intensità della luce diffusa è inversamente proporzionale alla quarta potenza della lunghezza d'onda della luce incidente. Quando i fotoni collidono in modo non elastico con le molecole medie, non solo cambiano la direzione del movimento ma scambiano anche energia, determinando un cambiamento nella frequenza della luce diffusa. Questo fenomeno di diffusione è chiamato scattering Raman.
4. Riflessione e rifrazione
Quando la luce viene irradiata dal mezzo (1) all'interfaccia di un altro mezzo (2), parte della luce cambia direzione all'interfaccia e ritorna all'interfaccia (1), fenomeno chiamato riflessione della luce. Un'altra parte della luce cambia direzione ed entra nel mezzo (2) con un angolo r (angolo di rifrazione), chiamato rifrazione della luce.
5. Interferenza
In determinate condizioni, le onde luminose interagiscono tra loro. Quando si sovrappongono, produrranno un'onda composita la cui intensità dipende dalla fase di ciascuna onda. Quando la differenza di fase tra le due onde è di 180 gradi, si verifica la massima interferenza distruttiva. Quando le due onde sono in fase si verifica la massima interferenza costruttiva. Attraverso il fenomeno dell'interferenza si possono ottenere strisce chiare e scure. Se due onde si rafforzano a vicenda, appariranno strisce luminose. Se si annullano a vicenda, appariranno strisce scure
6. Diffrazione
Il fenomeno per cui le onde luminose deviano dalla loro linea retta quando attraversano ostacoli o fessure strette è chiamato fenomeno di diffrazione. È il risultato di un'interferenza.
