Interacción Radiación-Materia

La espectroscopía estudia las interacciones entre la radiación electromagnética y la materia, proporcionando información sobre la estructura molecular y los procesos químicos.

Los niveles de energía en una molécula se relacionan directamente con la estructura de la molécula y sus propiedades, como los enlaces y las fuerzas intermoleculares.

Los espectroscopios y otras técnicas analíticas miden la absorción o emisión de la radiación electromagnética por una muestra, que se puede utilizar para identificar y cuantificar las especies presentes.

La espectroscopía es un área interdisciplinaria que proporciona información útil en diversas ramas de la química, como la química analítica, la química orgánica y la química física.

La espectroscopía proporciona información sobre la estructura de moléculas, lo que es fundamental para comprender su comportamiento y reactividad.

Los datos espectroscópicos pueden ser utilizados para identificar compuestos orgánicos e inorgánicos, así como para analizar su composición.

Los procesos resonantes implican interacciones de energía específicas entre la radiación electromagnética y la materia, que pueden detectarse y estudiarse.

La espectroscopía se utiliza en la astrofísica para estudiar la composición de los cuerpos celestes y en el medio ambiente para monitorizar la contaminación.

La luz polarizada en un plano definido por la luz incidente y la normal a la superficie no se refleja en un ángulo específico, llamado ángulo de Brewster. Este ángulo se calcula con la ecuación: áng. Brewster = arctan(n2/n1), donde n1 y n2 son los índices de refracción del primer y segundo medio, respectivamente.

Un tipo de luz polarizada con dos planos de onda perpendiculares que tienen un desfase de 90° o 270°. El vector del campo eléctrico en esta luz se mueve en un círculo.

La luz polarizada circular es una combinación de dos planos de onda perpendiculares que tienen un desfase de 90° o 270°.

Un tipo de luz polarizada que se compone de dos planos de onda perpendiculares con un desfase de 90° o 270° y diferentes amplitudes.

La energía total transmitida, emitida o recibida como radiación en un período de tiempo definido. Se mide en joules (J).

La tasa de cambio de la energía radiante con respecto al tiempo. Se mide en watts (W).

La energía radiante incidente por unidad de área y unidad de tiempo. Se mide en watts por metro cuadrado (W/m²).

La condición de resonancia Planck-Bohr establece que para que la radiación electromagnética sea absorbida o emitida por un sistema (átomo, molécula, etc.), la diferencia de energía entre dos niveles de energía del sistema (E2 - E1) debe ser igual a la energía de la radiación (hν).

La interacción entre la radiación electromagnética y la materia puede estudiarse desde diferentes perspectivas: un enfoque clásico, un enfoque semiclásico y un enfoque cuántico.

La condición de resonancia Planck-Bohr es necesaria, pero no suficiente para que ocurra la absorción o emisión de radiación. La interacción específica entre el sistema y la radiación también juega un papel crucial.

El enfoque clásico describe la interacción radiación-materia considerando la radiación como una onda electromagnética que interactúa con los electrones del sistema.

Para explicar la interacción, el tratamiento clásico requiere un mecanismo que permita la transferència de energía entre la radiación y la materia.

La cantidad mínima de energía que un sistema puede intercambiar. No tiene masa, ni carga. Es un bosón con espín 1 cuya energía se relaciona con la frecuencia de la luz (E = h*f) y el momento con la longitud de onda (p = h / *lambda)

Concepto que afirma que la materia está compuesta de entidades discretas (átomos) separadas por espacios vacíos. Se basa en la idea de que la materia es discontinua y divisible en sus componentes más básicos.

Esta concepción afirma que la materia es continua e infinitamente divisible. No existe espacio vacío entre las partes de la materia, sino una unidad continua.

Estos fenómenos implican que la energía se transfiere entre la radiación electromagnética y la materia a través de interacciones específicas. Algunos ejemplos son la absorción y emisión inducida.

Estos fenómenos no requieren una coincidencia exacta entre la energía de la radiación y la energía de la materia. Incluyen procesos como la fotoionización, la emisión inducida y la re-radiación.

Implica la absorción de un fotón de luz por un átomo o molécula, que se excita a un nivel de energía superior. Un ejemplo es la absorción de luz UV por el ADN.

Se refiere a la emisión de fotones de luz cuando una molécula o átomo vuelve a un estado de menor energía. Se puede estimular con luz o con otros métodos.

Proceso en el que una molécula o átomo absorbe un fotón de luz y luego emite otro fotón con la misma energía o con una energía diferente. Se utiliza en espectroscopía. Los ejemplos incluyen fluorescencia, fosforescencia y dispersión.

La transición de un átomo de hidrógeno a una frecuencia de 10¹⁵ Hz indica una energía del orden de 10⁻¹⁹ J. Esta energía es aproximadamente igual a la perturbación dipolar provocada por un campo eléctrico de 10 N/C.

El momento dipolar magnético de un electrón en el átomo de hidrógeno es del orden de 10⁻²³ J/T. Este valor es significativamente menor que la energía del átomo de hidrógeno (10⁻¹⁸ J), lo que significa que la perturbación causada por el momento dipolar es pequeña.

La probabilidad de transición de un estado atómico a otro debido a la interacción con la radiación está determinada por la integral del momento de transición entre los dos estados. Esta integral involucra la función de onda inicial, la función de onda final y el operador del momento dipolar.

La integral del momento de transición debe ser distinta de cero para que se produzca una transición entre estados atómicos. Esto significa que la interacción entre la radiación y la materia debe ser compatible con la configuración de los estados implicados.

La condición de resonancia Planck-Bohr establece que la energía de la radiación absorbida o emitida debe ser igual a la diferencia de energía entre dos niveles de energía del átomo. Esto permite que la energía se transfiera entre la radiación y la materia.

El tratamiento semiclásico de la interacción radiación-materia considera la radiación como una onda electromagnética clásica que interactúa con un sistema cuántico (por ejemplo, un átomo).

La probabilidad de transición de un estado atómico a otro debido a una perturbación por radiación se calcula mediante una integral que involucra las funciones de onda iniciales y finales, el operador del momento dipolar y una función exponencial que depende de la frecuencia de la radiación.

La presencia de radiación no garantiza que se produzca una transición atómica, incluso si se cumple la condición de resonancia. La integral del momento de transición debe ser distinta de cero para que la transición ocurra.

En mecánica cuántica, la descripción de un sistema no está definida por una posición y un momento específicos, sino por una función de onda, que representa un estado de superposición de varios estados posibles. La función de onda describe la probabilidad de encontrar el sistema en determinado estado.

La expresión matemática que describe la evolución temporal de un sistema en mecánica cuántica. Se expresa como una combinación lineal de funciones de onda estacionarias.

La probabilidad de encontrar un sistema en un estado específico viene dado por la integral del cuadrado del módulo de la función de onda, que se calcula sobre todo el espacio.

Técnicas matemáticas que permiten calcular la probabilidad de transición entre estados cuánticos, especialmente cuando se considera la interacción con un campo externo, como la radiación electromagnética.

Interacción entre la radiación electromagnética y la materia, donde la energía de la radiación puede ser absorbida o emitida por la materia, provocando transiciones entre los diferentes estados energéticos de la materia.

La ecuación de Schrödinger, que describe el comportamiento cuántico de un sistema, se usa para estudiar la evolución temporal de un sistema cuántico bajo la influencia de un potencial.

Es el factor que describe el cambio producido por la interacción de un sistema cuántico con un campo externo.

La probabilidad de encontrar un sistema en un estado específico después de un tiempo determinado.

La probabilidad de encontrar a un sistema en un estado específico en un tiempo determinado es proporcional al cuadrado del módulo del coeficiente de la función de onda correspondiente a ese estado.

La probabilidad de transición de un estado a otro depende del tiempo y de la intensidad de la pertubación que hace que la transición ocurra.

Las perturbaciones son pequeñas y tienen efectos limitados en el sistema, por lo que se pueden considerar perturbaciones de primer orden.

Una técnica para resolver la ecuación de Schrödinger que consiste en aproximar la solución como una serie de términos, donde cada término representa un orden de perturbación.

Un proceso donde la radiación electromagnética es absorbida por una molécula, provocando que los electrones dentro de la molécula pasen a un estado de energía más alto.