Bài giảng Chương 1: Lý thuyết cơ bản (1.1 đến 1.3)

Bài giảng Chương 1: Lý thuyết cơ bản (1.1 đến 1.3) giới thiệu tới các bạn những nội dung về lịch sử quang phổ học Raman, các đơn vị năng lượng và phổ phân tử, dao động của phân tử hai nguyên từ. Mời các bạn tham khảo bài giảng để bổ sung thêm kiến thức về lĩnh vực này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 1: Lý thuyết cơ bản (1.1 đến 1.3)CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT CƠ BẢN1.1. Lịch sử quang phổ học Raman1.2. Các đơn vị năng lượng và phổ phân tử1.3. Dao động của phân tử hai nguyên tử1.4. Nguồn gốc của phổ Raman1.5. Các thông số xác định tần số dao động1.6. Dao động của các phân tử nhiều nguyên tử1.7. Nguyên tắc lọc lựa cho phổ IR và Raman1.8. So sánh phổ Raman và phổ IR1.9. Khái nhiệm về đối xứng 1.1. Lịch sử quang phổ học RamanCác đề tài nghiên cứu:- Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về sự nhiễu xạ ánh sáng bởi các sĩng âm cĩ tần số siêu âm và quá thanh.- Các hiệu ứng sinh ra bởi các tia X lên các dao động hồng ngoại Giải Nobel Vật lý năm trong các tinh thể bị chiếu bởi 1930 Venkata Raman ánh sáng thơng thường. (1888-1970) do những- Quang học của chất keo, tính cơng trình về tán xạ ánh bất đẳng hướng điện và từ, sinh sáng và do phát minh ra lý học của thị giác người. hiệu ứng mang tên ơng.1.1. Lịch sử quang phổ học Raman1.1. Lịch sử quang phổ học Raman• Năm 1928, Raman phát hiện ra hiện tượng tán xạ Raman.• Các nguồn sáng: đèn Helium, Bismuth; đèn thủy ngân; laser Nd-YAG; máy đơn sắc đôi…• Detector: kính ảnh; nhân quang điện; DTGS, MTC; FT-Raman…• Cách tử toàn ký1.2. Các đơn vị năng lượng và phổ phân tử E  Eo cos 2vt (Eo là biên độ và v là tần số của bức xạ.)1.2. Các đơn vị năng lượng và phổ phân tử • Bước sóng:  (m) khoảng cách giữa hai điểm cùng o pha của hai sóng kế tiếp nhau. (1 A  10 cm  10 nm  10 m) 8 1 1 • Tần số:  (Hz, s-1) số lượng sóng trong quãng đường mà ánh sáng truyền được trong một giây. c c: vận tốc ánh sáng (c= 3.1010 cm/s).   ~ ~ v ~ v • Số sóng: (cm ) -1 v  hay v  c v c1.2. Các đơn vị năng lượng và phổ phân tử c E  E2  E1  hv  h  hcv~  Đơn vị: J, erg, cal, eV 1 erg= 10-7 J; 1calo = 4,18J; 1eV= 1,6.10-19 J.1.2. Các đơn vị năng lượng và phổ phân tử1.2. Các đơn vị năng lượng và phổ phân tử1.3. Dao động của phân tử hai nguyên tửTheo cơ học cổ điển: 2 m1m2 d q   2   Kq m1  m2 dt q  x1  x21.3. Dao động của phân tử hai nguyên tửTheo cơ học cổ điển: q  qo sin( 2vot   ) 1 K vo  2 1.3. Dao động của phân tử hai nguyên tử • Thế năng V: 1 2 2 2 2V  Kq  2 vo qo sin 2 (2vot   ) 2 • Động năng T: 2 1  dq  2 2 2T      2 vo qo cos 2 (2vot   ) 2  dt  • Năng lượng E: 2 2 2E  V  T  2 vo qo  const1.3. Dao động của phân tử hai nguyên tửTheo cơ lượng tử: 2 2 d  8   1 2 2  2  E  Kq   0 dq h  2   1 ~  1 En  hv n    hcv  n    2  2 1 K ~ 1 K v hayv  2  2c  1/ 4 ( /  ) n  n e q 2  H n q  2 n!1.3. Dao động của phân tử hai nguyên tử1. Cổ điển Em=0 ; Lượng tử: Em= ½ hv2. Cổ điển: năng lượng thay đổi một cách liên tục. Lượng tử: chỉ thay đổi theo đơn vị hv3. Theo hình vẽ:1.3. Dao động của phân tử hai nguyên tử  q 2V  Do (1  e ) 2Ev  hce (n  1 / 2)  hc ee (n  1 / 2)  ... 1.3. Dao động của phân tử hai nguyên tử Xác suất hạt ở các mức năng lượng khác nhau tuân theo nguyên lý Pauli và định luật phân bố Maxwell – Boltzman: Pn 1  E / kT e Pn 0Vd: Ở nhiệt độ phòng T=300K H2: 2,19.10-19; I2: 0,36