化学光谱学家感兴趣的电磁光谱区域
电磁辐射是辐射能,以光速在光速下传播。人类可以在其几乎无限范围的波长范围内以光和热量的形式体验它。的确,电磁辐射不需要任何进展的介质,但是只有当它通过像空气这样的介质时,才能感觉到热或光。
电磁辐射与物质的相互作用是化学家的关键兴趣。光谱学是一门基于这种相互作用的科学,并提供了有关材料特征,其识别和定量的宝贵信息。不同区域中提供的信息与分子或原子水平上不同类型的能量相互作用有关。
Expression of electromagnetic waves
电磁辐射可以可视化,因为在垂直于彼此和传播方向的平面中传播的磁场和电场。
The radiation can be characterized in terms of several parameters such as:
Amplitude –是指电磁波的峰值或槽的幅度。
波长 -构成完整循环的两个连续波峰或谷之间的线性距离。它以距离单位为单位表示为lambda(λ),从埃埃斯特罗姆(Angstroms)到几米。
频率 -the number of crests or troughs that pass through a given point every second and is expressed in terms of cycles per second or Hertz. The relationship between velocity, frequency and wavelength is
V = C/λ
其中λ在米中,v在\(s^ - ^1 \)中,c为\(3x 10^8 m s^ - ^1 \)
波数- 波长的另一个表达式定义了波长,并表示为数字\(((\ edimelline {v})\),其中
\(\ + edline {v} \)= 1/λ(cms)
Velocity– the linear distance travelled by the wave in one second. It can be expressed as
C=vλ
活力of the radiation depends on both the wavelength and frequency
E=hv=hc/λ
其中H是Planck的常数,其值为6.626 \(x10^ - ^2^4 \)joules.sec。
Wavelengths in different spectral regions
电磁光谱包括波长和能量的广阔广泛。化学光谱学家利用了从伽玛射线到微波的不同材料研究的区域,尽管光谱延伸到更高的波长区域,例如无线电波。为了方便起见,波长以仪表的倍数为单位表示,这是SI测量系统中长度的通用单位。下表总结了光谱区域以及用于表达波长范围的波长单位。
| Region of EM Spectrum | 波长范围 | Molecular or Atomic Interactions |
| 伽马射线 | 0.01 - 0.1埃 | 重金属中核心电子的弹射 |
| X射线 | 0.1 – 10 nm | 核心电子的射击 |
| UV | 10-200 nm | 价电子的激发 |
| 可见的 | 200 - 800 nm | 分子激发 |
| 下属红色(接近远红外) | 2500 - \(10cm^ - ^1 \) | 分子振动和旋转 |
| Microwaves | 0.01 - 10厘米 | Molecular rotations |
The boundaries of the regions are not well defined and there is often overlap to some extent. The light sources are often broad band sources and narrow bands required for spectroscopic studies are isolated using monochromators.
很棒的帖子。我也正在处理其中一些问题。