تقنيات التحليل التجريبي - التفاعل بين الإشعاع الكهرومغناطيسي والمادة
1. امتصاص الضوء
عندما تمتص الذرات أو الجزيئات أو الأيونات طاقة الفوتونات ويصل الفرق بين طاقتها الأساسية وطاقة الحالة المثارة إلى Δ E=mv، فإنها ستنتقل من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة، وتسمى هذه العملية امتصاص. يمكن لدراسة أطياف الامتصاص تحديد تكوين العينة ومحتواها وبنيتها. تسمى الطريقة التحليلية المعتمدة على التحليل الطيفي للامتصاص بمطياف الامتصاص.
2. انبعاث الضوء
عندما تمتص مادة ما الطاقة وتنتقل من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة، تكون الحالة المثارة غير مستقرة وستنتقل مرة أخرى إلى الحالة الأرضية بعد 10-8 ثانية تقريبًا. عند هذه النقطة، إذا تم إطلاق الطاقة على شكل ضوء، فإن هذه العملية تسمى الانبعاث.
3. تشتت الضوء
عندما يمر الضوء عبر وسط ما تحدث ظاهرة الانبعاث. عندما يكون حجم الجسيمات المتوسطة (كما هو الحال في المستحلبات والمعلقات والمحاليل الغروية) مشابهًا للطول الموجي للضوء، فإن شدة الضوء المنبعث تزداد، وهو ما يمكن رؤيته أيضًا بالعين المجردة باسم تأثير تيندال. تتناسب شدة الضوء المتناثر عكسيا مع مربع طول الضوء الساقط، ويمكن استخدامها لدراسة حجم وشكل جزيئات البوليمر والجسيمات الغروية. عندما تكون جزيئات الوسط أصغر من الطول الموجي للضوء، يحدث انبعاث رايلي M9. يحدث هذا التشتت بسبب الاصطدامات المرنة بين الفوتونات والجزيئات الجزيئية. لا يوجد تبادل للطاقة أثناء الاصطدام، بل يتغير فقط اتجاه حركة الفوتون، وبالتالي يظل تردد الضوء المنتثر دون تغيير، وتتناسب شدة الضوء المنتثر عكسيًا مع القوة الرابعة لطول موجة الضوء الساقط. عندما تصطدم الفوتونات بشكل غير مرن مع جزيئات متوسطة، فإنها لا تغير اتجاه حركتها فحسب، بل تتبادل الطاقة أيضًا، مما يؤدي إلى تغيير في تردد الضوء المبعثر. تسمى ظاهرة التشتت هذه بتشتت رامان.
4. الانعكاس والانكسار
عندما يتم تشعيع الضوء من الوسط (1) إلى السطح البيني لوسط آخر (2)، فإن بعض الضوء يتغير اتجاهه عند السطح البيني ويعود إلى السطح البيني (1)، وهو ما يسمى انعكاس الضوء. جزء آخر من الضوء يغير اتجاهه ويدخل إلى الوسط (2) بزاوية r (زاوية الانكسار)، وهو ما يسمى انكسار الضوء.
5. التدخل
في ظل ظروف معينة، سوف تتفاعل موجات الضوء مع بعضها البعض. وعندما يتم تركيبها، فإنها ستنتج موجة مركبة تعتمد شدتها على مرحلة كل موجة. عندما يكون فرق الطور بين الموجتين 180 درجة، يحدث أقصى تداخل مدمر. عندما تكون الموجتان في الطور، يحدث الحد الأقصى للتداخل البناء. ومن خلال ظاهرة التداخل يمكن الحصول على خطوط ساطعة ومظلمة. إذا عززت موجتان بعضهما البعض، فسوف تظهر خطوط مشرقة. إذا ألغوا بعضهم البعض، ستظهر خطوط داكنة
6. الحيود
وتسمى ظاهرة انحراف موجات الضوء عن خطها المستقيم عند مرورها عبر عائق أو شقوق ضيقة بظاهرة الحيود. إنها نتيجة للتداخل.
