4. Interaction of Radiation with Ma

4. Interaction of Radiation with Matter

Spectroscopic techniques utilize the fact that atoms and molecules have a discrete set of energy levels and that transitions can only occur between them. When an electromagnetic wave propagates through a material the atoms or molecules can absorb energy and move to an excited state if the photons in the wave have energies that are exactly equal to the difference between two energy levels (DE = hv). Alternatively, if an excited atom or molecule emits energy in the form of radiation the waves emitted must have energies that are exactly equal to the difference between two energy levels (DE = hv). The energy of the photons in different regions of the electromagnetic spectrum corresponds to different types of energetic transition that can occur in atoms and molecules, e.g., electronic, rotational, vibrational, translational, nuclear transitions. Electromagnetic radiation can therefore be used to probe different molecular characteristics of matter. The atomic or molecular origin of the transitions that occur between different energy levels in matter, the region of the electromagnetic spectrum that these transitions correspond to, and the spectroscopic techniques that can be used to measure these transitions are summarized below:

Transition��������������������������� Region of e/m spectrum�������� Spectroscopy technique

Electronic (1000 kJ mol-1)��� UV-Visible ����������������������������� UV, Visible, Atomic, Fluorescence

Vibrational (10 kJ mol-1)����� Near and Mid Infrared� ����������� Infrared

Rotational (0.1 kJ mol-1)������ Far Infrared, Microwaves�������� Infrared, microwave

Nuclear (10-6 kJ mol-1)������� Radio waves���������������������������� Nuclear magnetic resonance (NMR)

The difference between electronic energy levels is greater than between vibrational energy levels, which is greater than between rotational energy levels. Thus higher energy radiation (shorter wavelength) is needed to cause transitions between electronic levels than between vibrational or rotational levels. In practice, a molecule can be thought of as having a number of different electronic energy levels, with rotational and vibrational energy levels superimposed on them.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4. ปฏิสัมพันธ์ของรังสีกับสสารเทคนิคใช้ความจริงที่ว่า อะตอมและโมเลกุลมีชุดต่อเนื่องของระดับพลังงาน และที่เปลี่ยนอาจเกิดขึ้นระหว่างพวกเขาเท่านั้น เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายผ่านวัสดุอะตอม หรือโมเลกุลสามารถดูดซับพลังงาน และย้ายไปยังสถานะตื่นเต้นถ้าคลื่นโฟตอนมีพลังงานที่แน่นอนเท่ากับความแตกต่างระหว่างระดับพลังงานที่สอง (DE = hv) อีกวิธีหนึ่งคือ ถ้ามีตื่นเต้นอะตอมหรือโมเลกุล ปล่อยพลังงานในรูปของรังสี คลื่นที่ปล่อยออกมาต้องมีพลังงานที่แน่นอนเท่ากับความแตกต่างระหว่างระดับพลังงานที่ 2 (DE = hv) พลังงานของโฟตอนในภูมิภาคต่าง ๆ ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่สอดคล้องกับชนิดของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในช่วงการเปลี่ยนภาพไทหมิง นิวเคลียร์ที่อะตอมและโมเลกุล เช่น อิเล็กทรอนิกส์ หมุน การ ดับ มีพลัง รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าดังนั้นจึงใช้หัวลักษณะโมเลกุลแตกต่างกันของเรื่องไป อะตอม หรือโมเลกุลจุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนที่เกิดขึ้นระหว่างระดับพลังงานที่แตกต่างกันในเรื่อง สรุปภูมิภาคของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงเหล่านี้สอดคล้องกับ และการเทคนิคที่สามารถใช้วัดการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ด้านล่าง:ภูมิภาคการเปลี่ยนแปลงของคลื่นความถี่ e/m เทคนิคสเปกโทรสโกอิเล็กทรอนิกส์ (1000 kJ mol-1) มองเห็นได้รังสียูวี UV มองเห็นได้ อะตอม เรืองแสงการดับ (10 kJ mol-1) ใกล้ และ กลางอินฟราเรดอินฟราเรดหมุน (0.1 kJ mol-1) อินฟราเรด อินฟราเรดไมโครเวฟ ไมโครเวฟนิวเคลียร์ (10-6 kJ mol-1) คลื่นวิทยุนิวเคลียร์แม่เหล็กเรโซแนนซ์ (NMR)ความแตกต่างระหว่างระดับพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่าระหว่างระดับพลังงานการดับ ซึ่งเป็นค่าที่มากกว่าระหว่างระดับพลังงานหมุน ดังนั้น รังสีพลังงานสูง (ความยาวคลื่นสั้นลง) จะต้องทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระหว่างอิเล็กทรอนิกส์ระดับระหว่างระดับการดับ หรือหมุน ในทางปฏิบัติ โมเลกุลสามารถคิดเป็นจำนวนต่าง ๆ อิเล็กทรอนิกส์ระดับพลังงาน ระดับพลังงานการหมุน และการดับซ้อนทับบนพวกเขา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4. ปฏิสัมพันธ์ของรังสีกับเรื่องเทคนิคสเปกโทรสโกใช้ความจริงที่ว่าอะตอมและโมเลกุลมีชุดที่ไม่ต่อเนื่องของระดับพลังงานและการเปลี่ยนที่สามารถเกิดขึ้นระหว่างพวกเขา เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายผ่านวัสดุอะตอมหรือโมเลกุลที่สามารถดูดซับพลังงานและย้ายไปยังรัฐตื่นเต้นถ้าโฟตอนในคลื่นมีพลังงานที่มีเท่ากับความแตกต่างระหว่างสองระดับพลังงาน (DE = HV) หรือถ้าอะตอมหรือโมเลกุลตื่นเต้นส่งเสียงพลังงานในรูปของรังสีคลื่นที่ปล่อยออกมาจะต้องมีพลังงานที่มีเท่ากับความแตกต่างระหว่างสองระดับพลังงาน (DE = HV) พลังงานของโฟตอนในภูมิภาคต่าง ๆ ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าสอดคล้องกับประเภทที่แตกต่างกันของการเปลี่ยนแปลงที่มีพลังที่สามารถเกิดขึ้นได้ในอะตอมและโมเลกุลเช่นอิเล็กทรอนิกส์หมุนสั่นแปลเปลี่ยนนิวเคลียร์ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจึงสามารถใช้ในการตรวจสอบลักษณะโมเลกุลที่แตกต่างกันของเรื่อง ต้นกำเนิดของอะตอมหรือโมเลกุลของการเปลี่ยนที่เกิดขึ้นระหว่างระดับพลังงานที่แตกต่างกันในเรื่องภูมิภาคของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนเหล่านี้สอดคล้องกับและเทคนิคสเปกโทรสโกที่สามารถใช้ในการวัดการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นมีรายละเอียดดังนี้การเปลี่ยน ภาคของ e / m เทคนิคสเปกโตรสโกสเปกตรัมอิเล็กทรอนิกส์ (1000 kJ mol-1) UV-Visible ยูวีที่มองเห็นได้ปรมาณูเรืองแสงVibrational (10 kJ mol-1) ที่อยู่ใกล้และกลางอินฟราเรดอินฟราเรดในการหมุน (0.1 กิโลจูล mol-1) อินฟราเรดไกล, ไมโครเวฟอินฟาเรด, เครื่องไมโครเวฟนิวเคลียร์ ( 10-6 kJ mol-1) วิทยุคลื่นแม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR ) ความแตกต่างระหว่างระดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์เป็นมากกว่าระหว่างระดับพลังงานการสั่นซึ่งเป็นมากกว่าระหว่างระดับพลังงานหมุนเวียน ดังนั้นรังสีพลังงานที่สูงขึ้น (ความยาวคลื่นสั้น) เป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนระหว่างระดับอิเล็กทรอนิกส์กว่าระหว่างระดับการสั่นหรือการหมุน ในทางปฏิบัติโมเลกุลอาจจะคิดว่ามีจำนวนของระดับพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกันที่มีระดับพลังงานหมุนที่ซ้อนทับกับพวกเขา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

4 . ปฏิกิริยาของรังสีกับสสารเทคนิคทางใช้ประโยชน์จากความจริงที่ว่าอะตอมและโมเลกุลมีชุดต่อเนื่องของระดับพลังงานและการเปลี่ยนแปลงสามารถเกิดขึ้นระหว่างพวกเขา เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายผ่านวัสดุ อะตอมหรือโมเลกุลสามารถดูดซับพลังงานและย้ายไปยังรัฐตื่นเต้นถ้าโฟตอนในคลื่นพลังงานที่ได้ก็เท่ากับความแตกต่างระหว่างสองระดับ ( de = hv ) หรือถ้าเป็นอะตอมหรือโมเลกุลส่งเสียงตื่นเต้น พลังงานในรูปของรังสีคลื่นพลังที่ปล่อยออกมาจะต้องตรงเท่ากับความแตกต่างระหว่างสองระดับ ( de = hv ) พลังงานของโฟตอนในภูมิภาคต่าง ๆของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่สอดคล้องกับประเภทที่แตกต่างกันของพลังการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นในอะตอมและโมเลกุล เช่น อิเล็กทรอนิกส์ การหมุนการสั่นแปล , นิวเคลียร์ , เปลี่ยน รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า จึงสามารถใช้ในการตรวจสอบลักษณะแตกต่างกัน โมเลกุลของสสาร ที่อะตอมหรือโมเลกุลที่มาของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นระหว่างระดับพลังงานที่แตกต่างกันในเรื่องขอบเขตของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนเหล่านี้สอดคล้องกับ และทางเทคนิคที่สามารถใช้เพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สรุปได้ดังนี้ :การเปลี่ยน���������������������������ภาค E / M เทคนิคสเปกโตรสโคปี��������สเปกตรัมอิเล็กทรอนิกส์ ( 1000 กิโล mol-1 ) ���มองเห็น�����������������������������ยูวี UV , มองเห็นได้ , อะตอม , เรืองการสั่น ( 10 กิโล mol-1 ) �����ใกล้และกลาง������������อินฟราเรดอินฟราเรดการหมุน ( 0.1 กิโล mol-1 ) ������อินฟราเรด , ไมโครเวฟ ��������อินฟราเรด , ไมโครเวฟนิวเคลียร์สามารถจูล mol-1 ) �������คลื่นวิทยุ����������������������������แม่เหล็กนิวเคลียร์ ( NMR )ความแตกต่างระหว่างระดับพลังงานอิเล็กตรอนมากกว่าระหว่างระดับพลังงานซึ่งมีค่ามากกว่าระหว่างระดับพลังงานการหมุน จึงสูงกว่าพลังงานรังสี ( ความยาวคลื่นสั้น ) คือ ต้องการให้เกิดการเปลี่ยนระหว่างระดับอิเล็กทรอนิกส์กว่าระหว่างการสั่นหรือหมุนระดับ ในทางปฏิบัติ โมเลกุลสามารถคิดเป็น มีจำนวนของระดับที่แตกต่างกัน อิเล็กทรอนิกส์ กับหมุนและระดับพลังงานซ้อนทับบนพวกเขา