Hvordan måler du, hvor hurtigt partikler vibrerer?

1. Spektroskopi:

* infrarød (IR) spektroskopi: Denne teknik bruger infrarød stråling til at begejstre molekylære vibrationer. Ved at analysere absorptionen eller emissionen af IR -stråling kan vi bestemme frekvenserne af specifikke vibrationsmetoder inden for molekylet. Dette giver os oplysninger om bindingsstyrken, bindingslængder og den type vibrationer, der er til stede.

* Raman -spektroskopi: Denne teknik bruger uelastisk spredning af lys til at undersøge molekylære vibrationer. Det giver lignende oplysninger som IR -spektroskopi, men er mere følsom over for ændringer i bindingsvinkler og symmetri.

2. Diffraktionsteknikker:

* røntgenstrålediffraktion: Denne teknik bruger diffraktionsmønsteret for røntgenstråler, der passerer gennem et materiale for at bestemme arrangementet af atomer og molekyler i materialet. Ved at analysere positionerne og intensiteterne af diffraktionstoppene kan vi udlede vibrationsamplituderne af atomerne.

* Neutron -diffraktion: I lighed med røntgenstrålediffraktion, men ved hjælp af neutroner i stedet. Denne metode er især nyttig til undersøgelse af hydrogenatomer, som er vanskelige at detektere med røntgenstråler.

3. Nukleær magnetisk resonans (NMR) spektroskopi:

* nmr: Denne teknik bruger magnetiske felter og radiobølger til at begejstre kerne af atomer. Ved at analysere resonansfrekvenserne af kernerne kan vi bestemme de vibrationstilstande for atomerne inden for et molekyle.

4. Andre teknikker:

* atomkraftmikroskopi (AFM): Denne teknik bruger et skarpt spids til at scanne overfladen af et materiale. Spidsen kan bruges til at detektere vibrationer af individuelle atomer eller molekyler.

* ultralydsmikroskopi: Denne teknik bruger højfrekvente lydbølger til billedmaterialer. Ved at analysere refleksioner af lydbølgerne kan vi udlede information om materialets vibrationer.

5. Målingstemperatur:

* termometri: Temperaturen er et mål for den gennemsnitlige kinetiske energi af partikler i et system. Derfor kan måling af temperaturen tilvejebringe et indirekte mål for partiklernes gennemsnitlige vibrationsenergi.

Valg af den bedste metode:

Valget af metode afhænger af typen af partikel, miljøet og det ønskede detaljeringsniveau. For eksempel er IR-spektroskopi velegnet til måling af vibrationer i molekyler, mens neutrondiffraktion er bedre til at studere vibrationer i krystallinske faste stoffer.

Det er vigtigt at bemærke, at disse metoder måler forskellige aspekter af partikelvibrationer. Nogle metoder måler frekvens af vibrationer, mens andre måler amplitude eller energi af vibrationer. Valget af metode afhænger af de specifikke oplysninger, du prøver at få.