Relazione di fluttuazione-dissipazione generalizzata ... - La Sapienza

Capitolo 4Diffusione della luce ecorrelazioneLa radiazione elettromagnetica è una delle sonde più importanti per indagarela struttura e della dinamica della materia [10]. L’assorbimento diultravioletto, visibile, infrarosso ecc. fornisce informazioni dettagliate suilivelli energetici elettronici, rotazionali e vibrazionali delle molecole.Quando della luce incide sulla materia, il campo elettrico dei fotoni induceuna polarizzazione oscillante degli elettroni della molecola. Quindi lemolecole fungono da fonte di radiazione secondaria e conseguentemente irradiano(diffondono) luce. Allora la frequenza, la distribuzione angolare, lapolarizzazione ed l’intensità della luce diffusa sono determinate dalle dimensioni,dalla forma e dalle interazioni molecolari nel materiale che diffonde.Quindi dalle caratteristiche della luce diffusa in un dato sistema dovrebbeessere possibile, con l’aiuto dell’elettrodinamica e della meccanica statistica,ottenere informazioni sulla struttura e sulla dinamica delle molecolenel mezzo che diffonde. In un tipico esperimento di diffusione della luce laluce di un laser viene fatta passare attraverso un filtro (polarizzatore) chene definisce la polarizzazione, dopodichè questo fascio di luce polarizzataincide sul mezzo che diffonde. La luce diffusa dal mezzo passa quindi attraversoun polarizzatore che ne seleziona una certa polarizzazione e infineentra nel rivelatore. La posizione del rivelatore definisce l’ angolo di diffusioneθ e l’intersezione tra il fascio incidente e il fascio che arriva al rivelatoredefinisce volume di diffusione, come illustrato nella Figura 4.1. Il rivelatorecomunemente usato in questi esperimenti è un fotomoltiplicatore.I tre differenti metodi usati in questo tipo di esperimenti sono dettil’analisi in energia, la tecnica omodina e la tecnica eterodina, essi sonorappresentati schematicamente nella Figura 4.2. Si noti che nelle tecnicheomodina ed eterodina non viene usato alcun monocromatore sulla luce didiffusione che deve arrivare al fotomoltiplicatore.4.1 Fluttuazioni e funzioni di correlazioneRicordiamo che ogni osservabile misurata di un sistema allequilibrio è ovviamenteuna media sul tempo, cioè halaforma31