Tehnike eksperimentalne analize - Interakcija između elektromagnetskog zračenja i materije
1. Apsorpcija svjetlosti
Kada atomi, molekule ili ioni apsorbiraju energiju fotona i razlika između njihove osnovne energije i energije pobuđenog stanja zadovoljava Δ E=mv, prijeći će iz osnovnog stanja u pobuđeno stanje, a taj se proces naziva apsorpcija. Proučavanjem apsorpcijskih spektara može se odrediti sastav, sadržaj i struktura uzorka. Analitička metoda uspostavljena na temelju apsorpcijske spektroskopije naziva se apsorpcijska spektroskopija.
2. Emisija svjetlosti
Kada tvar apsorbira energiju i prijeđe iz osnovnog stanja u pobuđeno stanje, pobuđeno stanje je nestabilno i prijeći će natrag u osnovno stanje nakon otprilike 10-8 sekundi. U ovom trenutku, ako se energija oslobađa u obliku svjetlosti, taj se proces naziva emisija.
3. Raspršenje svjetlosti
Pri prolasku svjetlosti kroz medij dolazi do pojave emisije. Kada je veličina čestica medija (kao što su emulzije, suspenzije, koloidne otopine) slična valnoj duljini svjetlosti, povećava se intenzitet emitirane svjetlosti, što se može vidjeti i golim okom kao Tyndallov efekt. Intenzitet raspršene svjetlosti obrnuto je proporcionalan kvadratu duljine upadne svjetlosti i može se koristiti za proučavanje veličine i morfologije polimernih molekula i koloidnih čestica. Kada su molekule medija manje od valne duljine svjetlosti, dolazi do emisije Rayleigh M9. Ovo raspršenje je uzrokovano elastičnim sudarima između fotona i molekularnih molekula. Prilikom sudara nema izmjene energije, samo se mijenja smjer gibanja fotona, pa frekvencija raspršene svjetlosti ostaje nepromijenjena, a intenzitet raspršene svjetlosti obrnuto je proporcionalan četvrtoj potenciji valne duljine upadne svjetlosti. Kada se fotoni neelastično sudaraju s molekulama medija, ne samo da mijenjaju smjer gibanja, već i razmjenjuju energiju, što rezultira promjenom frekvencije raspršene svjetlosti. Ovaj fenomen raspršenja naziva se Ramanovo raspršenje.
4. Refleksija i lom
Kada se svjetlost zrači iz medija (1) na sučelje drugog medija (2), dio svjetlosti mijenja smjer na sučelju i vraća se na sučelje (1), što se naziva refleksija svjetlosti. Drugi dio svjetlosti mijenja smjer i ulazi u medij (2) pod kutom od r (kut loma), što se naziva lom svjetlosti.
5. Smetnje
Pod određenim uvjetima, svjetlosni valovi će djelovati jedni na druge. Kada se superponiraju, proizvest će kompozitni val čiji intenzitet ovisi o fazi svakog vala. Kada je fazna razlika između dva vala 180 stupnjeva, dolazi do najveće destruktivne smetnje. Kada su dva vala u fazi, dolazi do maksimalne konstruktivne interferencije. Kroz fenomen interferencije mogu se dobiti svijetle i tamne trake. Ako se dva vala ojačaju, pojavit će se svijetle pruge. Ako se ponište, pojavit će se tamne pruge
6. Difrakcija
Fenomen odstupanja svjetlosnih valova od svoje ravne linije pri prolasku kroz prepreke ili uske proreze naziva se difrakcijski fenomen. To je rezultat smetnji.
