Absorción óptica: ¿cuáles son los rangos y mecanismos comunes?

Así que digamos que haces algo de espectroscopía de reflexión/transmisión de un material. Está claro que está absorbiendo en algún rango.

¿Cuál sería su primer paso para identificar la fuente de la absorción? Las dos pistas principales que miraría serían

  1. El rango en el que ocurre (si su luz incidente está en el rango de rayos X, claramente no es absorción de fonones, por ejemplo)
  2. La forma de la absorción (¿es un pico? O un 'borde' de absorción, donde no absorbe algo de energía por debajo y absorbe todo lo que está por encima, por ejemplo)

Pero me gustaría saber si hay otras formas también.

Además, ¿alguien conoce un "mapa" de los rangos en los que normalmente encontrará diferentes tipos de absorción? Una vez vi uno en wikipedia, pero solo tenía tres tipos, y ahora no puedo encontrarlo, por supuesto. Por ejemplo, algunos tipos de absorción en los que puedo pensar son:

  • Transiciones de electrones entre bandas
  • Transiciones de electrones entre subbandas
  • impurezas
  • fonones
  • Modos vibratorios
  • transiciones atómicas

Entiendo que muchos de estos dependerán del material, pero a menudo el mismo mecanismo en diferentes materiales producirá una absorción en el mismo orden de magnitud. ¿En qué rangos se verían típicamente estos (y otros) mecanismos de absorción?

¡Gracias!

Respuestas (2)

Esta es una pregunta muy amplia. Hay tantas técnicas espectroscópicas diferentes. Voy a tratar de dar una visión general amplia.

Espectroscopia rotacional

Los estados de rotación de las moléculas están cuantificados. Las transiciones entre estados rotacionales generalmente están en el rango de microondas.

Espectroscopia vibratoria

Los estados de vibración de las moléculas están cuantificados. Las transiciones entre estados vibracionales generalmente están en el rango infrarrojo.

Espectroscopía de Transiciones Electrónicas

Los estados electrónicos de átomos y moléculas están cuantificados. Las transiciones podrían ser a través de una amplia gama del espectro. Las transiciones de electrones de la capa interna estarían en el rango de rayos X. Las transiciones de electrones de valencia están en los rangos UV, visible e IR.

Espectroscopia Nuclear

La transición entre los estados de los núcleos está en el rango de rayos gamma.

Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN)

Transiciones entre estados de espín de núcleos en un campo magnético. La RMN suele estar en el rango de 30 MHz a 1 GHz, pero depende del campo magnético que utilice.

Resonancia de espín de electrones (ESR)

Transiciones entre estados de espín de electrones en un campo magnético.
Por lo general, en el rango de GHz, nuevamente dependiendo del campo magnético que use.

Un diagrama muy simple que se muestra a continuación es del artículo de wikipedia sobre Permitividad . "Electrónico" abarca transiciones de nivel/banda, atómico representa fenómenos como vibraciones (como se muestra) y rotaciones (que es como funcionan los hornos de microondas).

Espectro simple

Aquí hay un espectro más complicado para semiconductores/materia de estado sólido tomado de aquí .

Espectro de estado sólido

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