Общие замечания об использовании физических методов исследования

Известные физические методы можно подразделить, по меньшей мере, на три группы: спектроскопические, дифракционные и методы, использующие другие способы наблюдения свойств вещества.

Спектроскопические методы базируются на возбуждении (тем или иным способом) и регистрации интенсивности поглощенного, испускающегося или рассеянного излучения в зависимости от энергии (в этом случае соответствующая картина называется спектром). Они позволяют по энергии наблюдаемых переходов (полос поглощения, испускания или линий, в зависимости от используемого метода) судить о разности энергетических уровней химических частиц, которые можно связать с переходами разного типа — электронными, колебательными, вращательными и др.

Соответствующие методы называют в зависимости от способа получения спектра, от его назначения или по фамилии исследователя, открывшего эффект, на котором базируется метод. К примеру, говорят о спектрах поглощения, комбинационного рассеяния (КР), ультрафиолетовых (УФ) или инфракрасных (ИК) спектрах, спектрах электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), или об электронной спектроскопии для химического анализа (ЭСХА), методах колебательной спектроскопии; известна также мессбауэровская спектроскопия, Рамановская спектроскопия (западная традиция в наименовании спектроскопии комбинационного рассеяния).

Дифракционные методы основаны на упругом рассеянии излучения (или потока частиц) от некой организованной совокупности центров рассеяния, называемой часто дифракционной решеткой. В эксперименте фиксируется дифракционная картина или зависимости интенсивности рассеянного излучения от угла развертки счетчика-регистратора этого излучения.

Различают ренггено-, электронои нейтронографию в зависимости от типа выбранного излучения. В последние годы приобретает все большую популярность использование ускорителей элементарных частиц — синхротронов — для проведения исследования различных объектов из-за возможности варьирования в очень широких пределах длины волны (энергии) излучения на выходе из этого устройства и его монохроматичности. Это позволяет, в принципе, проводить как дифракционные, так и спектроскопические исследования единичных образцов.

Методы, которые можно отнести к третьей группе, включают в себя из широко известных группу термических методов (дифференциальный термический анализ — ДТА, дифференциальная сканирующая калориметрия — ДСК, термогравиметрия — ТГ), группу термохимических (методы калориметрии растворения, сгорания и т. д.), группу электрохимических (вольтамперометрия, кулонометрия, полярография и т. д.), масс-спектрометрию и некоторые другие методы. Подробнее на них мы здесь не останавливаемся.