ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптические и радиационные свойства из "Физические методы интенсификации процессов химической технологии" В феноменологической электромагнитной теории света [30] среда характеризуется макроскопическими величинами, в том числе рассмотренными ранее материальными константами е ц v и др. Описание среды с помощью величин, не зависящих от поля, справедливо только при достаточно слабых полях. Явления, не подчиняющиеся подобным закономерностям, описываются в рамках нелинейной оптики [31]. С уменьшением длины волны начинает проявляться квантовая природа электромагнитных волн и веществ. [c.39] Реальные материалы могут быть оптически анизотропными и неоднородными. Оптическая неоднородность сред обусловлена сложной зависимостью диэлектрической проницаемости от пространственных координат. Опт 1ческие свойства дисперсных систем определяются совокупностью четырех факторов рассеянием света на отдельных частицах (рассеивателях), когерентным электромагнитным взаимодействием рассеивателей, интерференцией рассеянного света и некогерентным взаимным облучением частиц рассеянным ими светом [30]. [c.40] Оптическая толщина связана с коэффициентом пропускания (прозрачностью) Т соотношением т = - In Г и с его оптической плотностью D=-lgT соотношениемD = 0,434 т. [c.41] Оптические свойства дисперсных сред определяются зависимостью Р от размера частиц. Так, при отражательная способность дисперсной среды достигает максимума и ее спектральная характеристика стирается, а при г А. или гск отражательная способность резко падает, но ее спектральная зависимость усиливается. [c.41] Тело называется абсолютно черным, если В = 1. Перечисленные характеристики сложным образом зависят от длины волны. [c.41] Состояние атомов характеризуют с помо1щ ю волновых функций зависящих от координаты г, и определяют набором квантовых чисел (главного п, азимутального I, магнитного квантового mj и спинового т ). Набор четырех квантовых чисел определяет состояние атома и спектральные характеристики его излучения и поглощения. Принцип Паули позволяет объяснить строение электронных оболочек и слоев атома и дать основу Периодической системы. [c.41] Разность энергии между наиболее низким и первым возбужденным состоянием составляет 2 - 10 эВ для электронных переходов, 0,2 - 2 эВ для колебательных и 10 - 10 3 эВ для вращательных энергий. Этим переходам соответствует сложная индивидуальная структура молекулярных спектров, причем для каждой линии выполняется условие частот Бора (2.71). [c.42] Подобно атомам ядра обладают дискретными спектрами энергетических состояний. Ядро, приведенное из основного состояния в возбужденное, за время порядка 10 - 10 с самопроизвольно возвращается в состояние с минимальной энергией (основное состояние) с изучением 7-квантов. Разность между энергетическими уровнями ядра составляет 0,1-1 МэВ. [c.42] Эта удельная энергия на один нуклон составляет порядка 7-8 МэВ. Ядро, наряду с протоном, нейтроном-и другими элементарными частицами, обладает спином, кроме того его характеризуют магнитным и электрическим моментами. [c.43] Радиационные свойства вещества проявляются при взаимодействии излучения с веществом. [c.43] Образовавшийся в атоме свободный уровень заполняется одним из наружных электронов, при этом энергия возбуждения снимается либо в результате флуоресценции, либо с испусканием так называемых электронов Оже, Последний процесс преобладает в материалах с низким атомным номером. [c.43] Вероятность фотоэффекта оценивают величиной эффективного сечения.,Понятие эффективного (поперечного) речения широко используют и для оценок взаимодействий других типов. [c.43] Величина й О = а с/О, имеющая размерность площади, называется дифференциальным эффективным сечением, а интеграл этой величины по углам - полным сечением. [c.44] Сечение фотоэффекта больще для тяжелых элементов. Оно изменяется как2 , где п варьирует от 3 до 5 в зависимости от энергии 7-излу-чения и Z Для свинца фотоэффект имеет значение энергии до 1 МэВ, для алюминия составляет примерно 0,1 МэВ. [c.44] Вероятность эффекта Комптона полностью зависит от числа электронов в поглотителе, поэтому сечение рассеяния пропорционально N1, где N - объемная концентрация атомов с порядковым номером Е. [c.44] Комптоновское рассеяние является главным эффектом дЛя широкой области энергий (1-5 МэВ для свинца, 0,1-15 МэВ для алюминия) при энергии выше 0,5 МэВ комптоновское поглощение приблизительно обратно пропорционально энергии фотонов. В радиационной химии полимеров, где используются энергии частиц около 1 МэВ, комптоновское рассеяние является основным процессом. [c.44] При больших энергиях фотонов в кулоновском поле ядер образуются электронно-позитронные пары. Возникающей паре передается энергия фотона за вычетом энергии покоя пары, равной 2 = =1,022 МэВ. Указанное значение энергии является порогом для этого процесса. Сечение процесса образования пар медленно растет в области энергий от 1,02 до 4 МэВ, а затем возрастает в логарифмической зависимости от энергии. Нестабильность позитрона в среде приводит к его аннигиляции с испусканием в большинстве случаев двух фотонов с энергией 0,511 МэВ. Сечение образования пар пропорционально 2 + 2, где первый член отвечает ядерным процессам, а второй - процессам в поле электронов. [c.45] В зависимости от порядкового номера элемента и энергии фотонов преобладает один из трех рассмотренных эффектов взаимодействия. Это показано на рис. 2.5 в виде трех областей, причем линии, разграничивающие области, соответствуют для данных энергии К и порядковых номеров элементов 2 равной вероятности эффектов, преобладающих в пограничных областях [33]. [c.45] Вернуться к основной статье