Samenvatting
MA1 BRUFACE - Chemical & Materials Engineering - Summary with notes
MA1 BRUFACE - Chemical & Materials Engineering - Summary with notes
[Meer zien]Voorbeeld 2 van de 8 pagina's
Voorbeeld 2 van de 8 pagina's
In winkelwagenVerkoper
Volgen
Voorbeeld van de inhoud
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
Dit zijn jouw voordelen als je samenvattingen koopt bij Stuvia:
Bewezen kwaliteit door reviews
Studenten hebben al meer dan 850.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet jij zeker dat je de beste keuze maakt!
In een paar klikken geregeld
Geen gedoe — betaal gewoon eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard en je bent klaar. Geen abonnement nodig.
Focus op de essentie
Studenten maken samenvattingen voor studenten. Dat betekent: actuele inhoud waar jij écht wat aan hebt. Geen overbodige details!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper Alsom. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €6,49. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 68175 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 15 jaar dé plek om samenvattingen te kopen