Спектроскопические методы Исследование материалов Атомные спектры Пусть

Спектроскопические методы Исследование материалов

Атомные спектры Пусть исследуется вещество, состоящее из отдельных атомов (атомарный газ) Ядро и электронные орбиты Переходы электронов с орбиты на орбиту сопровождаются излучением (поглощением) света определенной частоты

Уровни энергии атомов Водородноподобный атом (ядро и один электрон): n – главное квантовое число Каждой энергии соответствует несколько орбит с орбитальным числом l = 0. . n-1 Для разных масс m уровни энергии различны!

Многоэлектронные атомы Задача расчета уровней энергии таких систем очень Сложна. Взаимодействие электронов и принцип Паули приводят к тому, что энергетические уровни не будут являться простыми суммами энергий независимых электронов. В соответствии с одноэлектронной проблемой можем ввести понятие конфигурации, например (1 s)22 p, но это лишь приближенно описывает состояние атома (энергии отдельных электронов не сохраняются), сохраняются их суммарные энергия и моменты орбитального и спинового количества движения: L, S, ML, MS + спин-орбитальное взаимодействие

Молекулы Обладают еще более сложной структурой энергетических уровней Переходы между колебательными уровнями находятся в инфракрасной части спектра

Спектры поглощения Источник с широким спектром используется для освещения объекта, регистрируется спектр прошедшего света Закон Бугера: I(w) = I 0(w) exp(-a(w) L)

Спектр испускания Свечение образца возбуждается каким-либо иным образом

Реальный эксперимент

Монохроматор Вход. щель Выход. щель решетка

LIBS Спектроскопия разрушенного в результате лазерной абляции материала