2.2.Оптична спектроскопія.

Згідно з поясненнями,які надав автору старший науковий співробітник Ажнюк Юрій Миколайович,в ІЕФ НАН України є обладнання для спектроскопії пропускання та поглинання,для раманівської спектроскопії на гелій-неоновому лазері так для раманівської спектроскопії на аргоновому лазері.

Обладнання для спектроскопії пропускання та поглинання,яке знаходиться в ІЕФ НАН України, МДР-23 складається з двох джерел світла,конденсора,оптичного фільтра,який слугує монохроматором,вхідної щілини,дифракційної решітки для розкладання світла у спектр,тримача з 4 віконцями,до одного з яких прикріплюють зразок досліджуваної речовини та фоточутливого пристрою.

4 віконця в тримачі призначені для того,щоб можна було спершу виміряти спектр,отриманий на решітці без будь-якої речовини,а потім спектр досліджуваної речовини,і,порівнюючи два дані спектри,знайти спектр поглинання та пропускання речовини.Таким чином власні спектральні характеристики приладу не вносять похибки.

Раманівська спектроскопія ґрунтується на вивченні спектрів,отриманих в результаті раманівського розсіювання в речовині.

Комбінаційне або раманівське розсіювання світла - розсіювання світла в газах, рідинах і кристалах, що супроводжується помітною зміною його частоти. На відміну від релеївського розсіювання світла, при К. р. с. в спектрі розсіяного випромінювання спостерігаються спектральні лінії, відсутні в лінійчатому спектрі первинного (збудливого) світла. Число і розташування з'являються ліній (наз. комбінаційними лініями або супутниками) визначається молекулярною будовою речовини. Раманівське розсіювання змінює довжину хвилі падаючого світла внаслідок взаємодії світла з коливальними квантами розсіюючої молекули.Утворюються стоксові та антистоксові спектральні лінії.Стоксова раманівська лінія - перехід молекули з нижнього на верхній коливальний рівень в результаті поглинання і розсіювання кванта світла.У такому разі частота світла зменшується на (Ев-Ен)/h,де h-стала Планка,Ев та Ен-відповідно енергії верхнього та нижнього коливальних рівнів. Антистоксових раманівська лінія - перехід молекули з верхнього на нижній коливальний рівень.За такого розсіювання

Згідно з лекціями проф. А.В. Васильева «Введення в спектроскопію» інтенсивність антистоксових ліній мала, оскільки ймовірності переходу з верхніх на нижні коливальні рівні малі, внаслідок великих заселенностей нижніх рівнів,і у практиці спектроскопії комбінаційного розсіювання використовують стоксову лінії.З слів Ажнюка Ю.М.,інтенсивність спектральних ліній раманівського розсіяння нижча,ніж інтенсивність основної лінії,в 106-108 раз(стокових чи антистоксових,він не уточнив),тому для раманівського аналізу доводиться використовувати надзвичайно чутливі фотоприймачі. У спектроскопії комбінаційного розсіювання є активними коливання зв'язків, при яких відбувається зміна поляризовності зв'язку.

Наявне в ІЕФ НАН України обладнання для раманівського аналізу на основі гелій-неонового лазера ДФС-23 містить власне лазер на повітряному охолодженні,який,в свою чергу,містить газорозрядну трубку з резонатором та відводами,фокусувальну систему,а також фотоелектронний помножувач.

До обладнання для раманівського аналізу на основі аргонового лазера автор доступу не мав,утім завдяки вищезгаданому Ажнюку В.М. відомо,що аналіз на такому обладнанні займає набагато менше часу,ніж аналіз на ДФС-23,до того ж аргоновий лазер вдвічі коротший і здатний генерувати промінь різноманітних довжин хвиль зеленого і синього діапазону,в той час як гелій –неоновий-тільки промінь червоного кольору з довжиною хвилі 633 нм.Недоліком його є те,що його КПД дуже низький (менше 0,1%),тому для досить потужного аргонового лазера потрібна значні витрати електроенергії і потужна система охолодження,і через це недешевий як сам лазер(аргоновий лазер установки,яка знаходиться в ІЕФ НАН України,містить в тому числі і змійовики водяного охолодження і має газорозрядну трубку,виконану з кераміки на основі оксиду берилію,який має теплопровідність,близьку до теплопровідності свинцю),так і робота на ньому(значні витрати електроенергії і води для охолодження).