00911 - SPETTROSCOPIA APPLICATA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze sulle tecniche spettroscopiche utilizzate per la caratterizzazione e lo studio di molecole e materiali. Lo studente acquisirà una più approfondita conoscenza degli aspetti teorici ed applicativi delle spettroscopie ottiche infrarossa e Raman usate in assorbimento. Otterrà inoltre informazioni sulla strumentazione più comunemente utilizzata nei moderni laboratori scientifici ed industriali. Verranno forniti esempi di applicazione della spettroscopia vibrazionale nel campo forense, dei beni culturali, dell’atmosfera, dell’astrofisica e dell' astronomia.

Contenuti

Prerequisiti.

Conoscenze di base del calcolo differenziale e integrale per funzioni di una variabile reale. Grandezza fisiche scalari e vettoriali. Moto rotazionale. Velocità angolare. Accelerazione angolare. Moto armonico semplice. Oscillatore armonico. Energia cinetica rotazionale. Momento di inerzia. Teoria di base dell'elettromagnetismo.

La radiazione elettromagnetica. Interazione luce-materia. Concetti base su assorbimento ed emissione della radiazione elettromagnetica da parte di specie molecolari. Probabilità di transizione di Einstein. Popolazione dei livelli. Principio di indeterminazione di Heisenberg.

Spettroscopia rotazionale. Livelli energetici rotazionali. Spettri rotazionali puri.  Regole di selezione. Popolazione dei livelli e struttura spettrale. Intensità transizioni rotazionali. Rotori non rigidi. Spettri rotazionali di molecole poliatomiche.

Spettroscopia vibrazionale. In questa sezione del corso si introduce la teoria alla base delle spettroscopie infrarossa (IR) e Raman vibrazionale e si mostrano esempi di analisi usando queste tecniche. Partendo dalla trattazione delle vibrazioni utilizzando il modello semplice dell'oscillatore armonico si passa poi all'analisi degli spettri molecole più complesse, introducendo il concetto di frequenze di gruppo. 

Spettroscopia Elettronica (Uv-Vis). Le transizioni elettroniche. Spettri elettronici di atomi. Il principio di Franck-Condon e le transizioni vibroniche. Gli spettri elettronici delle molecole poliatomiche.  I cromofori. Il destino degli stati elettronicamente eccitati: il decadimento non radiativo, il decadimento radiativo: la fluorescenza e la fosforescenza.

Applicazioni della spettroscopia: stato solido, beni culturali, atmosfera, astrofisica

 

Testi/Bibliografia

Basic Atomic and Molecular Spectroscopy,  J Michael Hollas, RCS

Note fornite dal docente sul IOL

Metodi didattici

Lezioni frontali in cui gli studenti vengono stimolati a partecipare con domande e commenti. La frequenza è fortemente consigliata.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso l'esame orale, con domande su tutti gli argomenti del corso.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisabetta Venuti