Πώς μετράτε πόσο γρήγορα τα σωματίδια δονείται;
1. Φασματοσκοπία:
* φασματοσκοπία υπερύθρων (IR): Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί υπέρυθρη ακτινοβολία για να διεγείρει τις μοριακές δονήσεις. Με την ανάλυση της απορρόφησης ή της εκπομπής της ακτινοβολίας IR, μπορούμε να προσδιορίσουμε τις συχνότητες συγκεκριμένων δονητικών τρόπων εντός του μορίου. Αυτό μας δίνει πληροφορίες σχετικά με τη δύναμη των δεσμών, τα μήκη των ομολόγων και τον τύπο των δονήσεων που υπάρχουν.
* φασματοσκοπία Raman: Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί ανελαστική σκέδαση του φωτός για να ανιχνεύσει τις μοριακές δονήσεις. Παρέχει παρόμοιες πληροφορίες με τη φασματοσκοπία IR αλλά είναι πιο ευαίσθητη στις αλλαγές στις γωνίες δεσμού και τη συμμετρία.
2. Τεχνικές περίθλασης:
* περίθλαση ακτίνων Χ: Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί το πρότυπο περίθλασης των ακτίνων Χ που διέρχονται από ένα υλικό για να προσδιορίσουν τη διάταξη των ατόμων και των μορίων εντός του υλικού. Με την ανάλυση των θέσεων και των εντάσεων των κορυφών περίθλασης, μπορούμε να συμπεράνουμε τα δονητικά πλάτη των ατόμων.
* διάθλαση νετρονίων: Παρόμοια με την περίθλαση ακτίνων Χ, αλλά χρησιμοποιώντας νετρόνια. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για τη μελέτη ατόμων υδρογόνου, τα οποία είναι δύσκολο να ανιχνευθούν με ακτίνες Χ.
3. Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR):
* nmr: Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία και ραδιοκύματα για να διεγείρει τους πυρήνες των ατόμων. Αναλύοντας τις συχνότητες συντονισμού των πυρήνων, μπορούμε να προσδιορίσουμε τις δονητικές καταστάσεις των ατόμων μέσα σε ένα μόριο.
4. Άλλες τεχνικές:
* Μικροσκοπία ατομικής δύναμης (AFM): Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί μια απότομη άκρη για να σαρώσει την επιφάνεια ενός υλικού. Η άκρη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση δονήσεων μεμονωμένων ατόμων ή μορίων.
* Μικροσκοπία υπερήχων: Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί κύματα ήχου υψηλής συχνότητας για τα υλικά εικόνας. Αναλύοντας τις αντανακλάσεις των ηχητικών κυμάτων, μπορούμε να συμπεράνουμε πληροφορίες σχετικά με τις δονήσεις του υλικού.
5. Θερμοκρασία μέτρησης:
* Θερμετρία: Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας των σωματιδίων σε ένα σύστημα. Επομένως, η μέτρηση της θερμοκρασίας μπορεί να παρέχει έμμεση μέτρηση της μέσης δονητικής ενέργειας των σωματιδίων.
Επιλέγοντας την καλύτερη μέθοδο:
Η επιλογή της μεθόδου εξαρτάται από τον τύπο του σωματιδίου, του περιβάλλοντος και του επιθυμητού επιπέδου λεπτομέρειας. Για παράδειγμα, η φασματοσκοπία IR είναι κατάλληλη για τη μέτρηση των δονήσεων σε μόρια, ενώ η διάθλαση νετρονίων είναι καλύτερη για τη μελέτη των δονήσεων σε κρυσταλλικά στερεά.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτές οι μέθοδοι μετρούν διαφορετικές πτυχές των δονήσεων σωματιδίων. Ορισμένες μέθοδοι μετρούν τη συχνότητα των κραδασμών, ενώ άλλοι μετρούν το εύρος ή ενέργεια των κραδασμών. Η επιλογή της μεθόδου εξαρτάται από τις συγκεκριμένες πληροφορίες που προσπαθείτε να αποκτήσετε.
