CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHỔ HẤP THỤ VÀ PHỔ PHÁT XẠ

Sóng điện từ bao gồm hai thành phần là điện và từ đặc trưng bởi vectơ cường độ điện trường và cường độ từ trường . Dao động theo phương y và z tạo thành sóng phẳng lan truyền theo phương x.Các dạng sóng điện từ hoặc chùm photon mang năng lượng được truyền đi với vận tốc ánh sáng đều có thể gọi là chùm bức xạ Photon có tính chất hạt mang năng lương xác định, đồng thời cũng có tính chất sóng....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHỔ HẤP THỤ VÀ PHỔ PHÁT XẠ CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHỔ HẤP THỤ VÀ PHỔ PHÁT XẠI.1. Sóng điện từ, phổ đ iện từI.1. 1. Sóng điện từ, Sóng điện từ bao gồm hai th ành ph ần là điện và từ đặc trưng bởi vectơ cường  độ điện trường E và cường độ từ trường H . Dao động theo phương y và z tạo thànhsóng ph ẳng lan truyền theo phương x. E y  A. sin 2ft  k 0 x  (1.1) H z  A. sin 2ft  k 0 x A: biên độ dao động. Hình 1.1. Bức xạ điện từ dạng sóng phẳng truyền theo phương x  Biên độ Không khí (n0  1) P Môi trường có (n >n0) Phương truyền sóng Hình 1.2. Một số đặc trưng của bức xạ điện từ Các dạng sóng điện từ hoặc chùm photon mang năng lượng được truyền đi vớivận tốc ánh sáng đều có thể gọi là chùm bức xạ. Photon có tính chất hạt mang nănglương xác định, đồng thời cũng có tính chất sóng. Khi photon xuất phát từ một điểmtrong không gian sẽ bức xạ từ điểm đó sóng điện từ dạng cầu. Véctơ cường độ điệntrường của sóng cầu n ày đạt cực đại theo chu kỳ và có phương vuông góc với phươngtruyền sóng. Bước sóng  của bức xạ được định nghĩa là kho ảng cách giữa hai cựcđại này. Đại lượng liên quan mật thiết với bước sóng chính là tần số f, tức là số sóng điqua một điểm P cố định trong một đơn vị thời gian . Khi một photon đi qua một vùngtrong không gian, véctơ cư ờng độ điện trường trong vùng này sẽ dao động với tấn số f.Giả sử photon có năng lượng E , khi đó : E = h f = hc/(1.2)( h = 6,625. 10 -34 J.s , c = 3.10 8 (m/s). 1 eV = 1,6.10-19J )Số sóng k=1/ (cm-1) , tức là số sóng xuất hiện trên 1cm chiều d ài, k = f /c(1.3) 1Chùm tia mang bức xạ có một bước sóng gọi là chùm đơn sắc. Đối chùm đơn sắc, chỉcó m ột tần số thực sự đặc trưng cho bức xạ điện từ, bức xạ đư ợc truyền qua môitrường với vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng do có sự tương tác giữa véc tơ cư ờng độđiện trường với các điện tử của môi trường. Như vậy ánh sáng sẽ bị khúc xạ, hệ sốkhúc xạ của môi trường n được định nghĩa là tỷ số giữa vận tốc ánh sáng trong chânkhông và vận tốc áng sáng trong môi trường. Hệ số khúc xạ cũng là hàm của bướcsóng. Bước sóng càng dài thì n càng nhỏ. Khi ánh sáng có bư ớc sóng  đ i vào một môitrường, vận tốc của nó sẽ giảm, tuy nhiên tần số vẫn giữ nguyên không đổi. Trong vùng tia cực tím, vùng nhìn thấy, và tia hồng ngoại, vận tốc của các bứcxạ này trong không khí thay đ ổi 0,1% so với vận tốc của nó trong chân không. Chùm đa sắc chứa các bức xạ có vài bước sóng khác nhau. Hai sóng có thể giaothoa với nhau để h ình thành một sóng mới hoặc triệt tiêu nhau. Ví d ụ hai sóng cùngbước sóng, biên độ nhưng ngược pha nhau 1800, khi giao thoa nhau chúng sẽ triệt tiêunhau, khi cùng pha, chúng sẽ giao thoa và tạo ra sóng có biên độ gấp đôi sóng ban đầu. Phân cực được tạo thành khi ánh sáng được hấp thụ chọn lọc khi đi qua mộtmôi trường xác định. Phân cực ánh sáng là hiện tư ợng tất cả biên độ của sóng xuấthiện theo thời gian đều nằm trong cùng một mặt phẳng. Vibrational Photo Raman electron sources Rotational Far (Vacuum) Near Milimetre Mid Near X-ray Y-ray Visible Ultraviolet Ultraviole TV Microwave wave infrared infraredRadio t Far infrared ESR NMR  (mm) 300 3 1 0.5  (m) 25 2.5 0.77  (nm) ...