Relazione di fluttuazione-dissipazione generalizzata ... - La Sapienza
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Capitolo 4Diffusione della luce ecorrelazione<strong>La</strong> ra<strong>di</strong>azione elettromagnetica è una delle sonde più importanti per indagarela struttura e della <strong>di</strong>namica della materia [10]. L’assorbimento <strong>di</strong>ultravioletto, 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. Quin<strong>di</strong> lemolecole fungono da fonte <strong>di</strong> ra<strong>di</strong>azione secondaria e conseguentemente irra<strong>di</strong>ano(<strong>di</strong>ffondono) luce. Allora la frequenza, la <strong>di</strong>stribuzione angolare, lapolarizzazione ed l’intensità della luce <strong>di</strong>ffusa sono determinate dalle <strong>di</strong>mensioni,dalla forma e dalle interazioni molecolari nel materiale che <strong>di</strong>ffonde.Quin<strong>di</strong> dalle caratteristiche della luce <strong>di</strong>ffusa in un dato sistema dovrebbeessere possibile, con l’aiuto dell’elettro<strong>di</strong>namica e della meccanica statistica,ottenere informazioni sulla struttura e sulla <strong>di</strong>namica delle molecolenel mezzo che <strong>di</strong>ffonde. In un tipico esperimento <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione della luce laluce <strong>di</strong> un laser viene fatta passare attraverso un filtro (polarizzatore) chene definisce la polarizzazione, dopo<strong>di</strong>chè questo fascio <strong>di</strong> luce polarizzataincide sul mezzo che <strong>di</strong>ffonde. <strong>La</strong> luce <strong>di</strong>ffusa dal mezzo passa quin<strong>di</strong> attraversoun polarizzatore che ne seleziona una certa polarizzazione e infineentra nel rivelatore. <strong>La</strong> posizione del rivelatore definisce l’ angolo <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusioneθ e l’intersezione tra il fascio incidente e il fascio che arriva al rivelatoredefinisce volume <strong>di</strong> <strong>di</strong>ffusione, come illustrato nella Figura 4.1. Il rivelatorecomunemente usato in questi esperimenti è un fotomoltiplicatore.I tre <strong>di</strong>fferenti meto<strong>di</strong> usati in questo tipo <strong>di</strong> esperimenti sono dettil’analisi in energia, la tecnica omo<strong>di</strong>na e la tecnica etero<strong>di</strong>na, essi sonorappresentati schematicamente nella Figura 4.2. Si noti che nelle tecnicheomo<strong>di</strong>na ed etero<strong>di</strong>na non viene usato alcun monocromatore sulla luce <strong>di</strong><strong>di</strong>ffusione che deve arrivare al fotomoltiplicatore.4.1 Fluttuazioni e funzioni <strong>di</strong> correlazioneRicor<strong>di</strong>amo che ogni osservabile misurata <strong>di</strong> un sistema allequilibrio è ovviamenteuna me<strong>di</strong>a sul tempo, cioè halaforma31