Радиоспектроскопия

Радиоспектроскопия — способ исследования вещества, основанный на изучении спектров электромагнитного излучения в диапазоне радиоволн от 5·10^-5 до 10 м^[1].

Методы радиоспектроскопии применяют для определения геометрических параметров веществ, установления их электронной структуры, исследования кинетики и механизма химических реакций, для изучения состава и строения продуктов радиолиза облученных соединений. Наиболее широко среди радиоспектроскопических методов используются методы магнитной радиоспектроскопии — ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР)^[1]. РАДИОСПЕКТРОСКОПИ́Я, раз­дел спек­тро­ско­пии, в ко­то­ром ис­сле­ду­ют­ся спек­тры из­лу­че­ния и по­гло­ще­ния ве­ще­ст­вом элек­тро­маг­нит­ных волн в диа­па­зо­не час­тот 103–1012 Гц. Р. вклю­ча­ет в се­бя со­во­куп­ность ме­то­дов ис­сле­до­ва­ния строе­ния ве­ще­ст­ва, а так­же фи­зич. и хи­мич. про­цес­сов в ве­ще­ст­ве, обу­слов­лен­ных ре­зо­нанс­ным по­гло­ще­ни­ем и из­лу­че­ни­ем ра­дио­волн.

Основной особенностью метода является высокая чувствительность к малым энергетическим расщеплениям уровней квантовых систем — атомных ядер, атомов, молекул, что позволяет регистрировать детали, недоступные для других спектроскопических методов.

Радиоспектроскопические методы позволяют с большой точностью измерять частоты, ширину и форму спектральных линий, что критично для раскрытия тонкой структуры веществ и фундаментальных физических процессов. Среди прикладных задач радиоспектроскопии — исследование вращательных и инверсионных спектров молекул, выяснение расщепления энергетических уровней в магнитных полях, анализ поглощения радиоволн за счёт квадрупольных моментов ядер и их взаимодействия с кристаллическими полями, изучение явлений циклотронного и магнитного резонанса.

Именно с помощью радиоспектроскопии впервые было получено вынужденное излучение, что стало технологической основой для создания мазеров и разработки квантовых стандартов частоты.

Радиоспектроскопия широко применяется в физике, химии, биологии, технике и медицине для тонкого анализа внутренней структуры вещества. В радиоастрономии эти методы дают ценную информацию о физических условиях и процессах в космическом пространстве. Кроме того, радиоспектроскопия используется в дистанционном зондировании атмосферы Земли — спектры радиоизлучения позволяют определять температурный режим и газовый состав атмосферы, вести мониторинг как с поверхности, так и из космоса.

Благодаря малой энергии квантов и малой естеств. ширине спектральной линии в диапазоне радиоволн можно получить высокое разрешение спектра, а его параметры (положение, интенсивность, ширину и форму линий) определить с большой точностью. Это позволяет регистрировать резонансное поглощение или испускание электромагн. энергии, возникающее вследствие очень небольших расщеплений энергетич. уровней, к-рые невозможно обнаружить с помощью др. спектроскопич. методов.

Методы радиоспектроскопии применяют для определения геом. параметров в-в, установления их электронной структуры, для исследования кинетики и механизма химических реакций (в т. ч. комплексообра-зования и сольватации), для изучения состава и строения продуктов радиолиза облученных соед., качеств. и количеств. анализа газообразных, жидких и твердых в-в. Наиб. часто используют методы ЯМР и ЭПР, к-рые включают ряд направлений, различающихся кругом решаемых задач, объектами исследования и аппаратурным оформлением.

См. также

• Спектр
• Спектроскопия