Absorption band
क्वांटम यांत्रिकी में, एक अवशोषण बैंड विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में तरंग दैर्ध्य, आवृत्तियों या ऊर्जाओं की एक श्रृंखला है जो किसी पदार्थ में प्रारंभिक से अंतिम अवस्था में एक विशेष संक्रमण की विशेषता है। क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, परमाणु और अणु केवल कुछ निश्चित मात्रा में ऊर्जा धारण कर सकते हैं, या विशिष्ट अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं। जब विद्युत चुम्बकीय विकिरण का ऐसा क्वांटा किसी परमाणु या अणु द्वारा उत्सर्जित या अवशोषित किया जाता है, तो विकिरण की ऊर्जा परमाणु या अणु की स्थिति को प्रारंभिक अवस्था से अंतिम अवस्था में बदल देती है। क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, परमाणु और अणु केवल कुछ निश्चित मात्रा में ऊर्जा धारण कर सकते हैं, या विशिष्ट अवस्थाओं में मौजूद हो सकते हैं। जब विद्युत चुम्बकीय विकिरण को एक परमाणु या अणु द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो विकिरण की ऊर्जा परमाणु या अणु की स्थिति को प्रारंभिक अवस्था से अंतिम अवस्था में बदल देती है। एक विशिष्ट ऊर्जा सीमा में अवस्थाओं की संख्या असतत ऊर्जा स्तरों के साथ गैसीय या पतला प्रणालियों के लिए असतत होती है। द्रव या ठोस जैसे संघनित प्रणालियों में अवस्था वितरण का निरंतर घनत्व होता है और अक्सर उनमें निरंतर ऊर्जा बैंड होते हैं। किसी पदार्थ को अपनी ऊर्जा को बदलने के लिए उसे फोटॉन के अवशोषण द्वारा "चरणों" की एक श्रृंखला में ऐसा करना चाहिए। यह अवशोषण प्रक्रिया एक कण को, एक इलेक्ट्रॉन की तरह, एक अधिकृत अवस्था से एक खाली या खाली अवस्था में ले जा सकती है। यह एक अणु की तरह एक संपूर्ण कंपन या घूर्णन प्रणाली को एक कंपन या घूर्णन अवस्था से दूसरी में स्थानांतरित कर सकता है या यह एक ठोस में फोनन या प्लाजमोन की तरह एक अर्ध-कण बना सकता है। विद्युत चुम्बकीय संक्रमण जब एक फोटॉन अवशोषित होता है, तो फोटॉन का विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र गायब हो जाता है क्योंकि यह फोटॉन को अवशोषित करने वाली प्रणाली की स्थिति में परिवर्तन की शुरुआत करता है। ऊर्जा, संवेग, कोणीय संवेग, चुंबकीय द्विध्रुवीय संवेग और विद्युत द्विध्रुवीय संवेग को फोटॉन से प्रणाली में ले जाया जाता है। क्योंकि संरक्षण कानून हैं, जिन्हें संतुष्ट करना होगा, संक्रमण को बाधाओं की एक श्रृंखला को पूरा करना होगा। इसके परिणामस्वरूप चयन नियमों की एक श्रृंखला बनती है। ऐसा कोई भी परिवर्तन करना संभव नहीं है जो देखी गई ऊर्जा या आवृत्ति सीमा के भीतर हो। विद्युत चुम्बकीय अवशोषण प्रक्रिया की शक्ति मुख्य रूप से दो कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है। सबसे पहले यह महसूस करना महत्वपूर्ण है कि परिवर्तन जो केवल प्रणाली के चुंबकीय द्विध्रुव क्षण को बदलते हैं, वे परिवर्तनों की तुलना में बहुत कमजोर होते हैं जो विद्युत द्विध्रुव क्षण को बदलते हैं और चतुर्भुज संक्रमण जैसे उच्च क्रम क्षणों में संक्रमण द्विध्रुव संक्रमणों की तुलना में कमजोर होते हैं। दूसरा, सभी संक्रमणों में समान संक्रमण मैट्रिक्स तत्व, अवशोषण गुणांक या ऑसिलेटर शक्ति नहीं होती है। कुछ प्रकार के बैंड या स्पेक्ट्रोस्कोपिक विषयों के लिए तापमान और सांख्यिकीय यांत्रिकी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। (सुदूर) अवरक्त के लिए, माइक्रोवेव और रेडियो आवृत्ति स्थितियों की तापमान निर्भर व्यवसाय संख्या को निर्धारित करती है और बोस-आइंस्टीन सांख्यिकी और फर्मी-डीराक सांख्यिकी के बीच का अंतर अवलोकन किए गए अवशोषण की तीव्रता को निर्धारित करता है। अन्य ऊर्जा श्रेणियों के लिए तापीय गति प्रभाव, जैसे कि डॉप्लर का चौड़ा होना लाइनविड्थ को निर्धारित कर सकता है। बैंड और रेखा के आकार अवशोषण बैंड और रेखा के आकार की एक विस्तृत विविधता मौजूद है, और बैंड या रेखा के आकार के विश्लेषण का उपयोग उस प्रणाली के बारे में जानकारी निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है जो इसका कारण बनती है। कई मामलों में यह मान लेना सुविधाजनक है कि एक संकीर्ण वर्णक्रमीय रेखा एक लोरेंट्ज़ियन या गॉसियन है, जो क्रमशः क्षय तंत्र या डोपलर के विस्तार जैसे तापमान प्रभावों पर निर्भर करती है। वर्णक्रमीय घनत्व और वर्णक्रमीय रेखाओं की तीव्रता, चौड़ाई और आकार का विश्लेषण कभी-कभी प्रेक्षित प्रणाली के बारे में बहुत सारी जानकारी प्राप्त कर सकता है जैसे कि मोस्बाउर स्पेक्ट्रा के साथ किया जाता है। मैक्रोमोलेक्यूल्स और बड़ी संयुग्मित प्रणालियों जैसी बहुत बड़ी संख्या में अवस्थाओं वाली प्रणालियों में अलग-अलग ऊर्जा स्तरों को हमेशा अवशोषण स्पेक्ट्रम में अलग नहीं किया जा सकता है। यदि रेखा विस्तार तंत्र ज्ञात है और तब वर्णक्रमीय घनत्व का आकार स्पेक्ट्रम में स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, तो वांछित डेटा प्राप्त करना संभव है। कभी-कभी विश्लेषण के लिए बैंड की निचली या ऊपरी सीमा या उसकी स्थिति को जानना पर्याप्त होता है। संघनित पदार्थ और ठोस पदार्थों के लिए अवशोषण पट्टियों का आकार अक्सर अवस्थाओं के वितरण के निरंतर घनत्व में अवस्थाओं के बीच संक्रमण द्वारा निर्धारित किया जाता है। क्रिस्टलों के लिए इलेक्ट्रॉनिक बैंड संरचना अवस्थाओं के घनत्व को निर्धारित करती है। तरल पदार्थों, चश्मे और अनाकार ठोस पदार्थों में कोई लंबी दूरी का सहसंबंध नहीं होता है और फैलाव संबंध समस्थानिक होते हैं। यह अवशोषण पट्टी आकारों की अवस्थाओं की गणना के घनत्व को आसान बनाता है। चार्ज-ट्रांसफर कॉम्प्लेक्स और संयुग्मित प्रणालियों के लिए बैंड की चौड़ाई विभिन्न कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है। प्रकार इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण परमाणुओं, अणुओं और संघनित पदार्थ में विद्युत चुम्बकीय संक्रमण मुख्य रूप से यूवी और स्पेक्ट्रम के दृश्य भाग के अनुरूप ऊर्जाओं पर होते हैं। परमाणुओं में कोर इलेक्ट्रॉनों और कई अन्य घटनाओं को एक्स-रे ऊर्जा सीमा में एक्सएएस के विभिन्न ब्रांडों के साथ देखा जाता है। परमाणु नाभिक में विद्युत चुम्बकीय संक्रमण, जैसा कि मोस्बाउर स्पेक्ट्रोस्कोपी में देखा गया है, स्पेक्ट्रम के गामा किरण भाग में होते हैं। एक आणविक ठोस के अवशोषण बैंड में वर्णक्रमीय रेखा के विस्तार का कारण बनने वाले मुख्य कारक नमूने में अणुओं की कंपन और घूर्णन ऊर्जाओं का वितरण (और उनकी उत्तेजित अवस्थाओं के भी) हैं। ठोस क्रिस्टल में अवशोषण पट्टियों का आकार क्रिस्टल संरचना में इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं या जाली कंपनों की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं के घनत्व द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिन्हें फोनन कहा जाता है। गैस चरण स्पेक्ट्रोस्कोपी में, इन कारकों द्वारा वहन की जाने वाली महीन संरचना को पहचाना जा सकता है, लेकिन समाधान-अवस्था स्पेक्ट्रोस्कोपी में, आणविक सूक्ष्म वातावरण में अंतर चिकनी पट्टियाँ देने के लिए संरचना को और व्यापक बनाता है। अणुओं के इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण बैंड चौड़ाई में दसियों से कई सौ नैनोमीटर तक हो सकते हैं। कंपन संक्रमण कंपन संक्रमण और ऑप्टिकल फोनन संक्रमण स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में लगभग 1-30 माइक्रोमीटर की तरंग दैर्ध्य पर होते हैं। घूर्णन संक्रमण घूर्णन संक्रमण दूर अवरक्त और माइक्रोवेव क्षेत्रों में होते हैं। रेडियो आवृत्ति सीमा में अन्य संक्रमण अवशोषण बैंड एन. एम. आर. स्पेक्ट्रोस्कोपी में पाए जाते हैं। आवृत्ति सीमाएँ और तीव्रताएँ नाभिक के चुंबकीय क्षण द्वारा निर्धारित की जाती हैं जो देखी जाती हैं, लागू चुंबकीय क्षेत्र और चुंबकीय अवस्थाओं के तापमान व्यवसाय संख्या अंतर। अनुप्रयोग व्यापक अवशोषण बैंड वाली सामग्री को वर्णक, रंग और ऑप्टिकल फिल्टर में लगाया जा रहा है। सनस्क्रीन में टाइटेनियम डाइऑक्साइड, जिंक ऑक्साइड और क्रोमोफोर को यूवी अवशोषक और परावर्तक के रूप में लगाया जाता है। वायुमंडलीय भौतिक विज्ञानी के लिए रुचि के अवशोषण बैंड ऑक्सीजन मेंः हॉपफील्ड बैंड, बहुत मजबूत, पराबैंगनी में लगभग 67 और 100 नैनोमीटर के बीच (जॉन जे. हॉपफील्ड के नाम पर); 101.9 और 130 नैनोमीटर के बीच एक विसर्जित प्रणाली; शूमन-रुंग निरंतरता, बहुत मजबूत, 135 और 176 नैनोमीटर के बीच; शूमन-रुंग बैंड 176 और 192.6 नैनोमीटर के बीच (विक्टर शूमन और कार्ल रुंग के नाम पर); हर्ज़बर्ग बैंड 240 और 260 नैनोमीटर के बीच (गेरहार्ड हर्ज़बर्ग के नाम पर); दृश्यमान स्पेक्ट्रम में 538 और 771 नैनोमीटर के बीच वायुमंडलीय बैंड; ऑक्सीजन δ सहित ओजोन मेंः पराबैंगनी में 200 और 300 नैनोमीटर के बीच हार्टले बैंड, 255 नैनोमीटर पर बहुत तीव्र अधिकतम अवशोषण के साथ (वाल्टर नोएल हार्टले के नाम पर); हगिन्स बैंड, 320 और 360 नैनोमीटर के बीच कमजोर अवशोषण (सर विलियम हगिन्स के नाम पर); चैपुइस बैंड (कभी-कभी गलत वर्तनी "चैपियस"), दृश्य स्पेक्ट्रम में 375 और 650 नैनोमीटर के बीच एक कमजोर प्रसार प्रणाली (जे. चैपुइस के नाम पर); और 700 एनएम से परे अवरक्त में वुल्फ बैंड, 4,700,9,600 और 14,100 नैनोमीटर पर केंद्रित, बाद वाला सबसे तीव्र (ओलिवर आर. वुल्फ के नाम पर) है। नाइट्रोजन मेंः लाइमैन-बर्ज-हॉपफील्ड बैंड, जिन्हें कभी-कभी सुदूर पराबैंगनी में बर्ज-हॉपफील्ड बैंड के रूप में जाना जाता हैः 140-170 एनएम (थियोडोर लाइमैन, रेमंड टी. बर्ज और जॉन जे. हॉपफील्ड के नाम पर) फ्रैंक-कोंडन सिद्धांत स्पेक्ट्रोस्कोपी स्पेक्ट्रल लाइन संदर्भ स्पेक्ट्रोस्कोपी भी देखें।