En la física y la química física, la espectroscopia tiempo-resolved es el estudio de procesos dinámicos en materiales o compuestos químicos por medio de técnicas espectroscópicas . Lo más a menudo posible, se estudian los procesos que ocurren después de la iluminación de un material, pero en principio, la técnica se puede aplicar a cualquier proceso que lleve a un cambio en características de un material. Con la ayuda de los lasers pulsados es posible estudiar los procesos que ocurren en escala de tiempo tan cortos como 10− segundos 14. El resto del artículo discute diversos tipos de espectroscopia tiempo-resolved.
la espectroscopia de la Transitorio-absorción es una extensión de la espectroscopia de absorción . Aquí, la absorbencia en una longitud de onda particular o la gama de longitudes de onda de una muestra es medida en función de tiempo después de la excitación por un flash de la luz. En un experimento típico, la luz para la excitación (“bomba ") y la luz para medir la absorbencia (“punta de prueba ") son generadas por un laser pulsado. Si el proceso bajo estudio es lento, después la resolución de tiempo se puede obtener con (es decir, no pulsado) una viga continua de la punta de prueba y técnicas espectrofotométricas repetidas convencional .
Ejemplos de los procesos que pueden ser estudiados:
Reacciones químicas que son iniciadas por la luz (o las “reacciones químicas photoinduced ");
La transferencia de la energía de excitación entre las moléculas, partes de moléculas, o moléculas y su ambiente;
El comportamiento de los electrones que se liberan de una molécula o de un material cristalino .
La espectroscopia transitoria según lo discutido arriba es una técnica que implica dos pulsos. Hay muchas más técnicas que emplean dos o más pulsos, por ejemplo:
Ecos del fotón.
Cuatro-agitar la mezcla (implica tres pulsos del laser)
La interpretación de datos experimentales de estas técnicas es generalmente mucho más complicada que en espectroscopia de la transitorio-absorción.
El la resonancia de vuelta de electrón de resonancia magnética nuclear de y se ejecuta a menudo con técnicas del múltiple-pulso, aunque con las ondas de radio y las ondas del micr3ofono en vez de luz visible.
El rey de técnicas espectroscópicas tiempo-resolved, espectroscopia infrarroja (TRIR) tiempo-resolved también emplea un dos-pulso, " bomba-probe" metodología. El pulso de la bomba está típicamente en la región ULTRAVIOLETA y es generado a menudo por un Nd de alta potencia: Laser de YAG mientras que la viga de la punta de prueba está en la región infrarroja. Esta técnica funciona actual abajo al régimen del tiempo del picosegundo y sobrepasa la absorción y la espectroscopia de emisión transitorias proporcionando la información estructural del en la cinética del emocionado-estado de estados oscuros y emisivos.
la espectroscopia Tiempo-resolved de la fluorescencia es una extensión de la espectroscopia de la fluorescencia. Aquí, la fluorescencia de una muestra es supervisada en función de tiempo después de la excitación por un flash de la luz. La resolución de tiempo se puede obtener de un número de maneras, dependiendo de la resolución required de la sensibilidad y de tiempo:
Con electrónica rápida de la detección (nanosegundos y más lento);
Con una cámara de raya (picosegundos y más lento);
Con bloquear óptico (los femtosegundo-nanosegundos) - un pulso corto del laser actúa como una puerta para la detección de luz de la fluorescencia; solamente luz de la fluorescencia que llega el detector al mismo tiempo que se detecta el pulso de puerta. Esta técnica tiene la mejor resolución de tiempo, pero la eficacia es algo baja. Una extensión de esta técnica que bloquea óptica es utilizar un " Gate" de Kerr;, que permite que la señal dispersada de Raman sea recogida antes de que la señal (más lenta) de la fluorescencia la abrume. Esta técnica puede mejorar grandemente la señal: cociente del ruido de los espectros de Raman.
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