Оптическое поглощение — каковы общие диапазоны и механизмы?

Допустим, вы проводите спектроскопию отражения/пропускания материала. Понятно, что поглощает в каком-то диапазоне.

Каким будет ваш первый шаг в определении источника поглощения? Две основные подсказки, на которые я бы обратил внимание, были бы

  1. Диапазон, в котором он возникает (если ваш падающий свет находится в рентгеновском диапазоне, например, это явно не фононное поглощение)
  2. Форма поглощения (это пик? Или «край» поглощения, где оно не поглощает ниже некоторой энергии и поглощает все, что выше, например)

Но я хотел бы знать, есть ли другие способы.

Кроме того, кто-нибудь знает «карту» диапазонов, в которых вы обычно найдете различные типы поглощения? Я видел один раз в википедии, но там было всего три типа, и теперь я, конечно, не могу его найти. Например, несколько типов поглощения, о которых я могу думать навскидку, это

  • Межзонные электронные переходы
  • Межподзонные электронные переходы
  • Примеси
  • Фононы
  • Колебательные моды
  • Атомные переходы

Я понимаю, что многие из них будут зависеть от материала, но часто один и тот же механизм в разных материалах дает поглощение в одном и том же диапазоне величин. В каких диапазонах обычно можно увидеть эти (и другие) механизмы поглощения?

Спасибо!

Ответы (2)

Это действительно широкий вопрос. Существует так много различных спектроскопических методов. Постараюсь дать общий обзор.

Вращательная спектроскопия

Вращательные состояния молекул квантуются. Переходы между вращательными состояниями обычно находятся в микроволновом диапазоне.

Колебательная спектроскопия

Колебательные состояния молекул квантуются. Переходы между колебательными состояниями обычно происходят в инфракрасном диапазоне.

Спектроскопия электронных переходов

Электронные состояния атомов и молекул квантуются. Переходы могут происходить в широком диапазоне спектра. Переходы электронов внутренней оболочки будут в рентгеновском диапазоне. Валентные электронные переходы находятся в УФ, видимом и ИК диапазонах.

Ядерная спектроскопия

Переходы между состояниями ядер находятся в гамма-диапазоне.

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР)

Переходы между спиновыми состояниями ядер в магнитном поле. ЯМР обычно находится в диапазоне от 30 МГц до 1 ГГц, но зависит от используемого магнитного поля.

Электронно-спиновый резонанс (ЭПР)

Переходы между спиновыми состояниями электронов в магнитном поле.
Обычно в диапазоне ГГц, опять же, в зависимости от используемого магнитного поля.

Очень простая диаграмма, показанная ниже, взята из статьи Википедии о Permittivity . «Электронный» включает в себя переходы между уровнями и полосами, атомный представляет такие явления, как вибрации (как показано) и вращения (как работают микроволновые печи).

Простой спектр

Вот более сложный спектр для полупроводников/твердотельных веществ, взятый отсюда .

Твердотельный спектр

Оптическое поглощение — каковы общие диапазоны и механизмы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v