Chuong_5

PowerPoint Presentation Slide bài giảng Slide bài giảng https //drive google com/drive/folders/0B0yL https //drive google com/drive/folders/0B0yL xLCx0YfVkJMWDZwTXBWRm8xLCx0YfVkJMWDZwTXBWRm8 Slide thu[.]

-Slide bài giảng:

https://drive.google.com/drive/folders/0B0yL-xLCx0YfVkJMWDZwTXBWRm8

-Slide thuyết trình của sinh viên:

https://drive.google.com/drive/folders/1ICEkHG5vP8kSs1dzFdsuF9VTFS3 ocEEu

-Các bài tập:

https://drive.google.com/drive/folders/1cga14_idZ3YJYMO2WotxengHsD_ UN_bz

HIỆU ỨNG TÁN XẠ TỔ HỢP (RAMAN)

Nội dung

1.Tán xạ Raman (thông thường) 2.Tán xạ Raman kích thích

Phân biệt phản xạ và tán xạ

Ánh sáng đổi hướng tuân theo

định luật Đề Các (góc phản xạ

bằng góc tới).

Ánh sáng đổi hướng không tuân theo quy luật nào.

Hiện tượng: Raman dùng một kính hiển vi để hội tụ ánh sáng mặt trời vào một bản phản xạ Sau đó dùng kính lọc để thu ánh sáng

500 nm và chiếu vào chloroform, phía sau mẫu chloroform có ánh sáng màu vàng (bước sóng khoảng 570 nm).

1.Tán xạ Raman (thông thường)

Bước đột phá:

1.Cường độ ánh sáng tán

xạ rất yếu nhưng ông vẫn

quan sát được hiện

tượng.

2.Tạo tiền đề cho sự hình

thành một ngành quang

phổ mới-quang phổ

Raman.

Chúng ta cần phải giải thích:

Tại sao khi ánh sáng tần số ω chiếu tới mẫu, phía sau mẫu

chúng ta lại thu được ánh sáng có tần số ω+ωv hoặc ω-ωv (ví

dụ: ở đây ωv ứng với λ=70 nm)

Có hai cách giải thích:

1.Dùng lý thuyết sóng

cổ điển (mô hình dao

động tử phi điều hòa ở

chương 2).

2.Dùng cơ học lượng tử

Xét điện trường tác động vào chất lỏng hoặc khí

Điện trường sẽ tác dụng lực điện lên các electron

1.Dùng lý thuyết sóng

cổ điển (mô hình dao

động tử phi điều hòa ở

chương 2).

Hạt nhân (màu đỏ) cũng tác dụng lực lên các electron

Các lực tác dụng lên electron gồm: lực điện trường, lực hạt nhân

Các lực này gây ra gia tốc cho electron

Fhạt nhân tùy thuộc vào điện trường mạnh hoặc yếu.

Trong bài này, chúng ta thay kí hiệu x bằng r.

Chú ý: Các lực tác dụng lên hạt nhân hoặc electron được tính từ thế tương tác giữa chúng.

• Hàm thế năng:

• Biểu thức lực đàn hồi tác động lên điện tử và hạt nhân:

3

1 3

1 2

2

0 , 0

2 2

2















r r

U

2

,

6

2 5

2













r

r r

U f

2

6 5

2 4











r

r r

U

a a a

Khi khảo sát phát sóng hài bậc

hai

(1) Giả sử

Electron lệch khỏi vị trí cân bằng

nhiều

Độ lệch x không tỷ lệ tuyến tính

với lực hạt nhân

Đây là một phương trình vi phân

phi tuyến đối với x

Khi khảo sát tán xạ Raman

Electron lệch khỏi vị trí cân bằng không nhiều

Độ lệch r tỷ lệ tuyến tính với lực hạt nhân (tác dụng lên electron).

Đây là một phương trình vi phân

đối với r

a

f    2 0

Kh ông

có r 2

vì c hư

a

dùn

g la ser, ánh

sán

g yế u

Có r

a vì l

úc n

ày h

ạt

nhâ

n ch

uyể n đ

ộng

K a r r eE dt

r

d

m 2   6 a 

2

2

Khi khảo sát phát sóng hài bậc

hai

(1) Giả sử

Đây là một phương trình vi phân

phi tuyến đối với x

Đây là một phương trình vi phân

đối với r

K a r r eE dt

r

d

m 2   6 a 

2

2

Nghiệm x của phương trình này

có dạng:



















4

1 2

/ 2

cos

/ )

2 2

2 0

2

2 0

2 0

2 2

2 0

2 0

0 2

2 0

2















































Chưa giải được vì chưa biết ra

Đây là một phương trình vi phân phi tuyến

đối với r

K a r r eE dt

r

d

m 2   6 a 

2

2

Chưa giải được vì chưa biết ra

Lực tác dụng lên hạt nhân là:

2 6 2

2

2

r a r

a

f dt

r

d

M a  a  a  Phương trình chuyển động của hạt nhân:

M

a

2 



Đặt:

Phương trình chuyển động của hạt nhân:

2 6 2

2

2

r M

a r

dt

r

d

a v

2 6

2r a r a

Giả sử tác dụng của điện tử đến hạt nhân

2



 v a

dt

r

d



 v a 

a

Ta tìm được ra

Đây là một phương trình chuyển động của electron

K a r r eE dt

r

d

m 2   6 a 

2

2

 v a 

a

Ta tìm được ra

Dùng công thức P=Ner, ta viết lại phương trình chuyển động electron

theo độ phân cực

E m

r

a E

m

Ne P

dt

P

0 6

2 2

0 2





Trong đó:

m

K



2 0



Viế

t P

=χ

0 E

vì ch

ún

g

ta đa

ng

tr on

g k hu ôn

kh

ổ qu an

g tuy ến tín h

 v a 

a

E m

r

a E

m

Ne P

dt

P

0 6

2 2

0 2





Kết hợp phương trình chuyển động của electron và hạt nhân ta có:

m

E r

a t

E m

Ne P

dt

P

d

















0

2 2

0 2

2

Như vậy độ phân cực sẽ có các thành phần tần số ω+ω v hoặc ω+ω v

Nên ánh sáng phát ra cũng có những thành phần tần số này.

Giải thích bằng cơ học lượng tử

2.Tán xạ Raman kích thích

Khi dùng laser làm nguồn kích thích mẫu trong thí nghiệm tán

xạ Raman ta sẽ nhận được dạng tán xạ Raman kích thích (cảm ứng).

Lúc này chúng ta không thể bỏ qua các thành phần r2 trong lực tác dụng lên hạt nhân cũng như lực tác dụng lên điện tử:

a

f    2 6

2 6

2r a r a

a

Có thành phần r2 dẫn đến có thành phần P2 trong phương trình

chuyển động electron nên sẽ xuất hiện các tần số 2ω, 2ω-ωv,

2ω+ ωv , 2ω-2ωv, 2ω+ 2ωv

Phương trình chuyển động của hạt nhân:

2 2

6

2 2

2

P MeN

a r

dt

r

d

a v