Cơ sở lí thuyết sinh học: lý thuyết cơ bản

Các đơn vị năng lượng và phổ phân tử 1.3.. Dao động của các phân tử nhiều nguyên tử 1.7.. Lịch sử quang phổ học Raman Các đề tài nghiên cứu: - Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về sự

CH ƯƠNG I: LÝ THUYẾT CƠ NG I: LÝ THUYẾT CƠ

CH ƯƠNG I: LÝ THUYẾT CƠ NG I: LÝ THUYẾT CƠ

BẢN

1.1 Lịch sử quang phổ học Raman

1.2 Các đơn vị năng lượng và phổ phân tử

1.3 Dao động của phân tử hai nguyên tử

1.4 Nguồn gốc của phổ Raman

1.5 Các thông số xác định tần số dao động

1.6 Dao động của các phân tử nhiều nguyên tử 1.7 Nguyên tắc lọc lựa cho phổ IR và Raman 1.8 So sánh phổ Raman và phổ IR

1.1 Lịch sử quang phổ học

Raman

Các đề tài nghiên cứu:

- Nghiên cứu lý thuyết và thực

nghiệm về sự nhiễu xạ ánh sáng

bởi các sĩng âm cĩ tần số siêu

âm và quá thanh

- Các hiệu ứng sinh ra bởi các tia

X lên các dao động hồng ngoại

trong các tinh thể bị chiếu bởi

ánh sáng thơng thường

Giải Nobel Vật lý năm

1930 Venkata Raman (1888-1970) do những

1.1 Lịch sử quang phổ học

Raman

1.1 Lịch sử quang phổ học

Raman

• Năm 1928, Raman phát hiện ra hiện tượng tán xạ Raman.

• Các nguồn sáng: đèn Helium, Bismuth; đèn thủy ngân; laser Nd-YAG; máy đơn sắc đôi…

• Detector: kính ảnh; nhân quang điện; DTGS, MTC; FT-Raman…

• Cách tử toàn ký

1.2 Các đơn vị năng lượng và phổ phân

tử

(Eo là biên độ và v là tần số của bức xạ.)

vt E

E  o cos 2

1.2 Các đơn vị năng lượng và phổ phân

tử

• Bước sóng: (m) khoảng cách giữa hai điểm cùng pha của hai sóng kế tiếp nhau

• Tần số: (Hz, s-1) số lượng sóng trong quãng

đường mà ánh sáng truyền được trong một giây

c: vận tốc ánh sáng (c= 3.1010 cm/s)

• Số sóng: (cm-1) hay



) 10

10 10

1 ( 8 1 1



m nm

cm

A o   













v~

c

v

v 

1.2 Các đơn vị năng lượng và phổ phân

tử

v hc

c h hv

E E





Đơn vị: J, erg, cal, eV

1 erg= 10-7 J; 1calo = 4,18J; 1eV= 1,6.10-19 J.

1.2 Các đơn vị năng lượng và phổ phân

tử

1.2 Các đơn vị năng lượng và phổ phân

tử

1.3 Dao động của phân tử hai nguyên tử

Theo cơ học cổ điển:

q





1.3 Dao động của phân tử hai nguyên tử

Theo cơ học cổ điển:









K v

t v q

q o

o o

2 1

) 2

sin(







1.3 Dao động của phân tử hai nguyên tử

• Thế năng V:

• Động năng T:

) 2

( cos

2 2

2



















dt

dq

) 2

( sin

2 2

1 2 2 2 2 2









1.3 Dao động của phân tử hai nguyên tử

Theo cơ lượng tử:

 q 

H e

K c

v hay

K v

n v

hc n

hv E

Kq

E h

dq d

q

n





















 2

) /

(

2

1

~ 2

1

2

1

~ 2

1

0 2

1 8

4 / 1

2 2

2 2

2

























































1.3 Dao động của phân tử hai nguyên tử

1 Cổ điển Em=0 ;

Lượng tử: Em= ½ hv

2 Cổ điển: năng lượng

thay đổi một cách liên tục

Lượng tử: chỉ thay đổi theo đơn vị hv

3 Theo hình vẽ:

1.3 Dao động của phân tử hai nguyên tử

)

2 / 1 (

) 2 / 1 (

) 1

(

2

2













n hc

n hc

E

e D

V

e e

e v

q o









1.3 Dao động của phân tử hai nguyên tử

Xác suất hạt ở các mức năng lượng khác nhau tuân theo nguyên lý

Pauli và định luật phân bố Maxwell – Boltzman:

Vd: Ở nhiệt độ phòng T=300K

kT E

n

P

0

1  





