Experimentální analytické techniky - interakce mezi elektromagnetickým zářením a hmotou
1. Absorpce světla
Když atomy, molekuly nebo ionty absorbují energii fotonů a rozdíl mezi jejich základní energií a energií excitovaného stavu splňuje Δ E=mv, přejdou ze základního stavu do excitovaného stavu a tento proces se nazývá vstřebávání. Studium absorpčních spekter může určit složení, obsah a strukturu vzorku. Analytická metoda založená na absorpční spektroskopii se nazývá absorpční spektroskopie.
2. Emise světla
Když látka absorbuje energii a přechází ze základního stavu do excitovaného stavu, je excitovaný stav nestabilní a po přibližně 10-8 sekundách přejde zpět do základního stavu. V tomto okamžiku, pokud je energie uvolněna ve formě světla, se tento proces nazývá emise.
3. Rozptyl světla
Když světlo prochází médiem, dochází k jevu emise. Když je velikost částic média (jako v emulzích, suspenzích, koloidních roztocích) podobná vlnové délce světla, intenzita vyzařovaného světla se zvyšuje, což lze také vidět pouhým okem jako Tyndallův efekt. Intenzita rozptýleného světla je nepřímo úměrná druhé mocnině délky dopadajícího světla a lze ji použít pro studium velikosti a morfologie molekul polymeru a koloidních částic. Když jsou molekuly média menší než vlnová délka světla, dochází k emisi Rayleigh M9. Tento rozptyl je způsoben elastickými srážkami mezi fotony a molekulami molekul. Při srážce nedochází k výměně energie, mění se pouze směr pohybu fotonu, takže frekvence rozptýleného světla zůstává nezměněna a intenzita rozptýleného světla je nepřímo úměrná čtvrté mocnině vlnové délky dopadajícího světla. Když se fotony nepružně srazí s molekulami média, změní nejen svůj směr pohybu, ale také si vymění energii, což má za následek změnu frekvence rozptýleného světla. Tento rozptylový jev se nazývá Ramanův rozptyl.
4. Odraz a lom
Když je světlo ozářeno z média (1) na rozhraní jiného média (2), část světla změní směr na rozhraní a vrátí se na rozhraní (1), což se nazývá odraz světla. Další část světla mění směr a vstupuje do prostředí (2) pod úhlem r (úhel lomu), který se nazývá lom světla.
5. Rušení
Za určitých podmínek se budou světelné vlny vzájemně ovlivňovat. Když jsou superponovány, vytvoří složenou vlnu, jejíž intenzita závisí na fázi každé vlny. Když je fázový rozdíl mezi dvěma vlnami 180 stupňů, dochází k maximální destruktivní interferenci. Když jsou dvě vlny ve fázi, dochází k maximální konstruktivní interferenci. Prostřednictvím jevu interference lze získat světlé a tmavé pruhy. Pokud se dvě vlny navzájem posílí, objeví se světlé pruhy. Pokud se navzájem vyruší, objeví se tmavé pruhy
6. Difrakce
Jev, kdy se světelné vlny odchylují od své přímky při průchodu překážkami nebo úzkými štěrbinami, se nazývá difrakční jev. Je to výsledek rušení.
