Resume
MA1 BRUFACE - Chemical & Materials Engineering - Summary with notes
- Établissement
- Vrije Universiteit Brussel (VUB)
MA1 BRUFACE - Chemical & Materials Engineering - Summary with notes
[Montrer plus]
Vendeur
S'abonner
Aperçu du contenu
Structural characterization of materialsI. Optical spectroscopy of inorganic solids and liquids
A. The electromagnetic spectrum and optical spectroscopy
1. Characteristics parameters of electromagnetic energy
- The relations describing the electromagnetic waves are the following:
𝑐 ℎ𝑐
𝜈 = 𝜆 = 𝑐𝜈 ′ 𝐸 = ℎ𝜈 = = ℎ𝑐𝜈′
𝜆
where 𝜈 ′ is the wave number (𝑐𝑚−1 )
- It’s important to make the distinction between a radiative power and the intensity. The
radiative power = energy emitted per time unit and the intensity = power emitted by a
source per solid angle unit in one direction.
- The optical domain range is 200-3000 nm.
2. Processes contributing to the attenuation of the transmitted beam
- 3 processes are involved: absorption, reflection, scattering.
- In optical spectroscopy we speak about absorption, luminescence, reflection and Raman
scattering. For all of those, we will analyse the frequency/intensity of emerging beams as
function of the frequency/intensity of the incident beams.
- The information we can get from the optical spectroscopy are:
• The electronic structure of absorbing/emitting centres
• Their lattice (= réseau, maille) locations
• Their environment
3. Interaction between radiation and matter: three possible approximations
- The classical approximation:
• E-m radiation = classical e-m wave
• Solid = continuous medium
• Interaction = classical oscillator
The semi-classical approximation:
• Solid = quantum response
• Propagation radiation = classically
The quantum approximation:
• Radiation and solid = quantum
1
, 4. Absorption
- If the scattering is negligible, we can consider the Beer-Lambert’s law:
𝐼 = 𝐼0 𝑒 −𝛼𝑥 where 𝛼 is the absorption coefficient
- We speak about band of absorption and the broadening of these bands depends on the
Heisenberg’s uncertainty principle:
1
∆𝜈∆𝑡 ≥ 2𝜋 where ∆𝜈 = frequency width at 50% of the peak max and ∆𝑡= life-time
of the excited state
We can have a homogeneous broadening (= one peak) if all absorbing atoms are identical
and an inhomogeneous broadening (= convolution of different peaks) if different absorbing
centres have different resonant frequencies.
5. The measurement of absorption spectra: the spectrophotometer
- The incident beam is send to a monochromator which select a specific band of
wavelength. The monochromator send it to the sample and the result is detected. This is
done for each band of wavelength we have in the incident beam.
- The following parameters can be obtained by using the spectrophotometer:
• Optical density (OD)
𝐼
𝑂𝐷 = log ( 𝐼0 ) where 𝐼0 = incident intensity
• Absorbance (A)
𝐼
𝐴 = 1−𝐼
0
• Transmittance (T)
𝐼
𝑇=𝐼
0
- For sample with high 𝛼 (𝐼 would be too hard to detect), we can use the reflectivity(R)
𝐼𝑅
𝑅=
𝐼𝑂
Two modes exist to obtain the reflectivity spectrum:
• Direct reflectivity = projection in one direction and detection of the reflected beam in
the same direction → polished sample.
• Diffuse reflectivity = projection in one direction and detection of the reflected beam
in all directions → rough sample.
6. Luminescence
- Appears when we have emission of light from a system that is excited. We distinguish
two kind of spectra:
• Emission spectra = we send a fixed excitation wavelength and we measure the
emission intensity at different wavelengths.
• Excitation spectra = we impose a fixed emission wavelength and the excitation
wavelength is scanned in a certain spectra range.
2
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur Alsom. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €6,49. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
72841 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans