Изотопическая структура

Сдвиг линий под влиянием столкновений и сверхтонкое расщепление линий (равно как и наличие изотопической структуры линий) ради простоты не учитываются. [c.141]

Относительная интенсивность изотопических компонентов аналитической линии элемента в минимальной степени зависит от изменения условий испарения или возбуждения атомов элемента в источнике света и определяется только относительной концентрацией изотопов в пробе. Изотопическое смещение для линий урана достигает значительной величины. Например, для линии 4244,4А оно составляет 0,23А. Изотопическая структура этой линии может быть разрешена с помощью спектрографа ИСП-51 с камерой УФ-85. Эта линия наиболее удобна для определения урана в рудах. Недостатком является наложение линии вольфрама. Однако практически вольфрам встречается редко в количестве, способном изменить относительную интенсивность линий урана. [c.251]

Основной вопрос, который встает при разработке методики анализа изотопных смесей, это вопрос о возможности создания безэталонного метода анализа. В этом случае необходима предварительная проверка равенства отношения концентраций изотопов в смеси отношению интенсивности спектральных линий изотопов. Если это соотношение имеет место, нет необходимости применять эталоны, и отношение интенсивностей компонент изотопической структуры является мерой концентрации. Целый ряд факторов влияет на отношение интенсивности компонент изотопной структуры. По-видимому, наиболее существенное влияние может оказать разделение изотопов в узких капиллярах подводящей системы и самой разрядной трубки. Это означает, что для проведения анализа без эталонов следует выбирать такие условия, при которых разделения не наблюдается Отказ от применения эталонов значительно упрощает анализ и сокращает его длительность. [c.232]

Рис. 7.. ). Схема механизма для возвратно-поступательного поворота диспергирующего. элемента (а) (1 — решетка 2 — эксцентрик) и образец записи изотопической структуры полосы СО (б).

Уширение спектральных линий может быть связано с неразрешенной сверхтонкой или изотопической структурой спектральных линий. В зависимости от числа и интенсивности компонентов [c.263]

Гетеродинные методы в спектроскопии. Если на фотоумножитель падают два световых потока с круговой частотой ш и со- -А , то в результате их интерференции наблюдаются биения выходного сигнала с частотой А со. Зная величину Дш, которая для компонент сверхтонкой и изотопической структур попадает в доступную для измерений область радиочастот, можно определить расстояние между этими компонентами. Такие опыты были проделаны достаточно давно, но в последнее время они получили развитие для измерения ширины узких линий, генерируемых газовыми лазерами, и других задач лазерной спектроскопии. [c.379]

Известно, что спектральные линии, принадлежащие разным изотопам одного и того же элемента несколько смещены друг относительно друга. Измеряя отношение интенсивности линий, принадлежащих разным изотопам, можно определять изотопный состав пробы иногда гораздо проще и быстрее, чем это можно делать классическим способом масс-спектрометрии. Однако только в случае водорода и гелия расстояние между компонентами изотопической структуры превышает 0,1 нм. Как правило, оно меньше 0,01 нм и для селективного возбуждения [c.77]

Рис. 26. Дублетная и изотопическая структуры линий

Из сказанного ясно, что структура спектральных линий многих элементов, состоящих из нескольких изотопов, дол жна иметь сложный характер, так как помимо изотопической структуры, возникающей в результате различного изотопического смещения данной линии для каждого изотопа, линии некоторых из этих изотопов дают еще сверхтонкую структуру в виде дополнительного расщепления на ряд компонент. Иначе говоря, спектральные линии таких элементов состоят из не-расщепленных и расщепленных компонент отдельных изотопов. [c.118]

Изотопическая структура тоже меняется по ширине в зависимости от 2. Для легких и тяжелых элементов она настолько значительна, что может быть на некоторых спектральных линиях без труда обнаружена при помощи спектрографа с дисперсией в 2—5А/жж. Примером может служить изотопическое с.мещение в спектре водорода и урана. Для средних элементов таблицы Менделеева изотопическая структура настолько узка, что с трудом наблюдается при помощи интерферометров с максимальной разрешающей силой. [c.119]

Таким образом, спектральные линии легких элементов обладают широкой изотопической структурой и очень узкой сверхтонкой структурой, Ли-Н и и средних элементов имеют очень узкую изотопическую структуру и значительную по ширине сверхтонкую структуру. И, наконец, для линий тяжелых элементов характерны широкая изотопическая структура и широкая сверхтонкая структура. [c.119]

Исходя из изложенной теории и разобранных примеров видно, что спектральные линии изотопов, которые имеют четно-четные ядра (или просто четно-четные изотопы), не дают сверхтонкой структуры, обусловленной спином ядра. Спектральные линии четно-нечетных, нечетно-четных и нечетно-нечетных изотопов обладают сверхтонкой структурой. Отсюда следует, что каждому четно-четному изотопу в структуре данной спектральной линии отвечает всегда только одна компонента. Все другие изотопы дают более сложную структуру, состоящую из нескольких компонент. Значит, чисто изотопической структурой обладают спектральные линии элементов, в состав которых входят только четно-четные изотопы. Линии остальных элементов испытывают и изотопическое смещение, и сверхтонкое расщепление. [c.129]

В принципе изотопный спектральный анализ ве отличается от обычного элементного спектрального анализа. Качественный анализ производится по наличию или отсутствию соответствующих спектральных компонент, принадлежащих тем или иным изотопам в структуре спектральной линии. При обнаружении компоненты того или иного изотопа однозначно решается вопрос о его присутствии. Необходимо отметить, что отсутствие изотопической компоненты еще не говорит об отсутствии изотопа в исследуемой пробе, поскольку данный изотоп может содержаться в концентрациях, меньших, чем чувствительность данного метода изотопного анализа. Чувствительность изотопного анализа зависит от выбора спектральной линии, от расстояния между компонентами изотопической структуры и их взаимного наложения и от применяемой аппаратуры. Как правило, она больше для линий с широко разделенной изотопической структурой. Обычно чувствительность изотопного спектрального анализа достигает десятых долей процента. [c.133]

Основной задачей при разработке любого метода количественного спектрального анализа является нахождение зависимости между отнощением интенсивностей двух сравниваемых линий (примеси и основы пробы) от концентрации анализируемого элемента. Эта зависимость при спектральном анализе элементов находится обычно экспериментально по эталонным пробам. Затем она выражается в виде аналитической кривой, которая используется для анализа неизвестных проб. При изотопном снектрально.м анализе зависимость отношения интенсивностей двух изотопических линий (или двух компонент изотопической структуры, относящихся к разным изотопам одного и того же элемента) от относительной ковцентрации изотопов может быть рассмотрена теоретически. [c.134]

Влияние фона в спектре и взаимного наложения линий. Истинный ход аналитических прямых может сильно искажаться при наличии фона около фотометрируемых линий и взаимного наложения компонент изотопической структуры. Рассмотрим характер этих искажений для изотопов тяжелых элементов при отсутствии самопоглощения. Аналитическая прямая в этом случае проходит через начало координат под углом 45° и выражается формулой (6.7). [c.136]

В процессе разряда положительные ионы бомбардируют внутреннюю поверхность полого катода и выбивают с нее атомы вещества, из. которого изготовлен полый катод. Поступающие в область разряда атомы возбуждаются и испускают свет. Спектр свечения состоит иЗ очень резких и достаточно интенсивных линий. В результате становится возможным изучать тонкие детали в структуре линий, в том числе их сверхтонкую и изотопическую структуры, а также распределение-интенсивности в самих компонентах спектральных линий. Если желательно получить структуру спектральных линий какого-либо вещества,, не содержащегося в материале катода, то это вещество можно нанести на внутреннюю поверхность полого катода (осаждением из раствора, выпариванием из раствора, электролизом, механическим нанесением смоченного порошка и т. д.). После этого трубка тренируется разрядом для удаления из пробы абсорбированных газов, паров воды,, для разложения вещества до металлического состояния, если оно нанесено в виде какой-либо соли, а также для последующего удаления выделившихся при разложении газов. [c.142]

Изотопный спектральный анализ, использующий компоненты изотопической структуры атомных спектральных линий, предъявляет высокие требования к спектральной аппаратуре, так как расстояния между изотопическими линиями в атомных спектрах только в случае изотопов водорода Н и В достигают около 2 А, тогда как в остальных случаях они составляют десятые, сотые и еще меньшие доли ангстрема. В случае изотопного молекулярного спектрального анализа изотопическое смещение значительно больше и может достигать десятков ангстрем. Из вышесказанного следует, что для изотопного спектрального анализа по атомным спектрам необходима спектральная аппаратура значительно большей дисперсии и разрешающей силы, нежели для элементного анализа. Тем не менее для случая легких элементов (изотопы водорода, гелия, лития), а также для тяжелых элементов (например, изотопы урана) изотопный спектральный анализ может проводиться с помощью призменных и дифракционных приборов, применяемых в элементном спектральном анализе. В случае молекулярного изотопного анализа спектральные приборы в целом ряде случаев могут обладать сравнительно умеренной дисперсией и разрешающей силой. [c.146]

Для изотопного анализа по молекулярным спектрам могут использоваться как стеклянный спектрограф ИСП-51 с камерами УФ-84 и УФ-85 (фокусное расстояние 800 и 1300 мм), так и кварцевые спектрографы ИСП-28, КСА-1. Изотопическое смещение полос и линий в молекулярных спектрах достаточно велико поэтому вышеуказанные приборы обычно хороню их разрешают. Для изотопного спектрального анализа по инфракрасным колебательно-вращательным спектрам применимы инфракрасные спектрометры ИКС-12, ИКС-14, которые дают необходимое разрешение изотопических структур. Наиболее эффективно, разумеется, применение двухлучевых приборов, которые позволяют получать относительные интенсивности полос поглощения, тогда как однолучевые приборы для получения результатов требуют дополнительной специальной обработки, значительно увеличивающей время эксперимента. [c.147]

Для исследования элемеитов с более узкой изотопической структурой линий спектрограф необходимо сочетать с интерферометром Фабри — Перо. Для этой цели вполне пригодны обе схемы установки, приведенные на рис. 72. В этом случае фотокамера отсоединяется и на ее место ставится фотоэлектрическая приставка. Для записи интерференционной картины необходимо перемещать приставку перед щелью спектрографа, либо поворачивать интерферометр Фабри — Перо вокруг горизонтальной оси, либо, при неподвижном интерферометре, изменять разность хода интерферирующих лучей. Последнее осуществляется следующим образом. Интерферометр помещают в герметическую камеру, в которой меняют давление воздуха (или другого газа). Вследствие этого меняется показатель преломления воздуха, что приводит к изменению разности хода лучей и смещению интерференционной картины. Наиболее целесообразно использовать центральную часть интерференционной картины, так как при этом достигаются максимальная светосила, разрешающая сила и дисперсия. [c.151]

Велись исследования изотопного состава свинца различного происхождения. Спектроскопическим путем было установлено, что изотопные составы уранового и торцевого свинца существенно различаются. Оказалось, что в спектре свинца, полученного из урановой руды, наиболее яркой составляющей изотопической структуры линий является компонента изотопа РЬ , что соответствует конечному продукту радиоактивного распада урана. Точно так же наиболее яркой составляющей в спектре свинца, полученного из ториевой руды, является компонента изотопа РЬ ° , который образуется в результате радиоактивных превращений ториевого ряда. [c.152]

Sia- Спектр молекулы Sig изучен весьма неполно. Дауни и Барроу [1399] наблюдали в спектре водородно-воздушного пламени, в которое вводился Si l , систему полос в области 4200—5700 А, которую они предположительно приписали молекуле Sig. Спектр регистрировался на приборе с малой дисперсией, что не позволило провести анализ вращательной структуры. ]Приближенный анализ колебательной структуры привел к следующим значениям постоянных Ve = 19 ООО, = 1050, = 750 см . Эти данные приводятся в монографии Герцберга [2020] и в справочнике [649], однако отнесение наблюдавшихся Дауни и Барроу полос к молекуле Sia не может рассматриваться как однозначное. Более надежные данные о спектре молекулы Si были получены Дугласом [1371], который исследовал свечение, возникающее при слабом электрическом разряде в атмосфере ксенона в трубке с алюминиевыми электродами, покрытыми тонким слоем кремния. В спектре наблюдались две слабые системы полос, простирающиеся от 3480 A до видимой области. Анализ спектрограмм, полученных на приборе с высокой дисперсией, показал, что полосы, расположенные в области 3480—3980 А, обусловлены переходом IIg П , а более слабые полосы, расположенные в видимой и ближней ультрафиолетовой областях, связаны с переходом 2 g. Дуглас проанализировал вращательную структуру полос 0—1, 0—2 и 0—3 системы П— Г1 и определил вращательные постоянные и постоянные спин-орбитального взаимодействия в обоих состояниях и колебательные постоянные в нижнем состоянии П . Дуглас провел также анализ структуры полос системы однако вследствие того, что изотопическая структура кантов не наблюдалась, однозначная нумерация полос этой системы оказалась невозможной. [c.663]

Е[ринцип действия. Разрешающая способность Я даже больших призменных приборов не превышает 10 —10 , а для приборов с дифракционными решетками — нескольких сот тысяч. Однако имеется широкий круг спектроскопических задач, для решения которых необходима значительно большая разрешающая способность. Так, при исследовании сверхтонкой и изотопической структуры спектральных линий необходимо разрешать компоненты линий, длины волн которых отличаются на 10 —10 А. Для этого необходимы приборы с разрешающей способностью 5-10 —5-10 Такие приборы называются приборами высокой разрешающей силы. Их действие основано на использовании многолучевой интерференции. [c.157]

Рис. 6.14. Образец фотоэлектрической записи Изотопической структуры пинии РЫ 5201 А спектральнаяширина интервала около 1 ел- ).

Кювета с парами одного из изотопов при неперекрывающейся изотопической структуре может подавить резонансное излучение этого изотопа, лишь в незначительной степени ослабив излучение других. [c.237]

Линии не имеют сверхтонкой и изотопической структуры, а доплеровское уширение их сравнительно невелико, поэтому они выбраны в качестве основной нормали. Сейчас обсуждается также возможность применения в качестве эталона ддины одной из линий, излучаемых газовым лазером. [c.279]

Гетеродинные методы регистрации оптических биений сделали возможными сверхточные измерения расстояний между близко расположенными линиями. Суть метода можно показать на примере исследования линии ртути. На линии ртути 1,53 мкм наблюдается генерация на каждом из компонентов изотопической структуры. Измеряя частоту биений, можно измерить интервал между центрами линий, принадлежащих отдельным изотопам. Точность измерений расстояния между компонентами определяется точностью настройки генерации на центр каждой из них. Для линии X = 1,53 мкм частотный интервал между компонентами, принадлежащими Hg и равеп 4336,5 Мгц. Его удалось измерить с относительной точностью 10 [15.10]. Такая точность измерений малых разностей длин волн недостижима при использовании приборов самой высокой разрешающей силы. Гетеродинные методы, так н<е как и рассматриваемые ниже методы нелинейной лазерной спектроскопии, оказываются единственными для точных измерений малых расстояний между компонентами сверхтонкой структуры, лежащими в пределах доплеровской ширины. [c.379]

Определение изотопов бора. Маннинг и Славин [64] показали, что анализ изотопов атомно-абсорбционным методом возможен только для очень легких и очень тяжелых элементов. Мрозовский [149], измеряя эмиссию, пытался разрешить изотопическую структуру линий бора, излучаемых лампой с охлаждаемым водой полым катодом. В этом эксперименте он использовал кварцевый спектрограф фирмы Hilger Watts с фокусным расстоянием 1,5 м, скрещенный с интерферометром Фабри — Перо. Ему не удалось разрешить изотопическую структуру резонансных линий, хотя изотопный состав можно было оценить графически. Сдвиг для обеих линий 2497 и 2498 А составил 0,01 А (0,17 см ). Позднее величина изотопического сдвига была теоретически рассчитана Винти [150] на основе данных с учетом спина ядра. [c.71]

Следует отметить, что ширина сверхтонкой и изотопической структур сильно зависит от природы спектральных линий и их термов. Установлено, что искровые линии по сравнению с дуговыми испытываю г больитое изотопическое смещение и большое сверхтонкое расщепление. В системе энергетических уровней тяжелых элементов наибольшее изотопическое смещение испытывают термы, относящиеся к замкнутым конфигурациям с дву.мя х-электронами, тогда как максимальное сверхтонкое расщепление испытывают термы, относящиеся к конфигурациям с одним 5-электроном. Изотоническое смещение и сверхтонкое расщепление уменьшается для верхних термов по мере возрастания главного квантового числа. [c.119]

Согласно объемной теории, изотопическое смещение должно быть эквидистантным, т. е. в пределах изотопической структуры данного элемента линии изотопов с одинаковой разностью массовых чисел ЛЛ должны располагаться на равг1ых расстояниях друг от друга. Однако экспериментально установлено, что в спектрах некоторых тяжелых элементов упомянутая эквидистантность отсутствует. Это показывает, что капельная модель ядра, положенная в основу объемной теории, ие объясняет некоторых деталей в изотопическом смешении. Отсюда следует, что размеры и форма ядер изменяются при заполнении ядерных оболочек по более сложному закону, чем постепенное возрастание радиуса ядра с ростом его массы в соответствии с формулой (5.8). [c.123]

Не трудно видеть, что независимо от того, испытывает ли изотопическое смещение нижний или верхний терм или смещаются оба терма, число компонент изотопической структуры линий равно числу изотопов, которые входят в состав данного элемента. Значит, если изотопическое смещение имеет место, то сложность изотопической структуры непосредственно определяется изотопным составом элемента. [c.124]

Количественный изотопный анализ основан на зависимости интенсивности изотопических компонент от ковцентрации изотопов. Он обычно производится по относительной интенсивности двух изотопических компонент. Для измерения относительной интенсивности применяются, как и в случае элементного спектрального анализа, фотографические и фотоэлектрические методы. Выбирается одна из наиболее ярких спектральных линий, обладающая достаточно широкой изотопической структурой. Аналитическая пара из двух изотопических компонент представляет собой высоко] омологичную комбинацию, так как эти компоненты относятся практически к переходу между одними и теми же энергетическими уровнями атома. [c.133]

Разрядная трубка с полым катодом. Одним из наиболее распространенных источников света для исследований тонких деталей в оП тических спектрах, связанных со сверхтонкой и изотопической структурой, является разрядная трубка с полым катодом. Она с успехом при-меняется также в изотопном спектральном анализе по эмиссионным спектрам, когда используется изотопическое смеиление спектральных, линий (принципиальную схему этой трубки см. на рис. 29). Если трубку наполнить газом до давления 1—2 мм рт. ст. и приложить к электродам постоянное напряжение порядка 1500 в, то в полости катода, возникает свечение. [c.142]

Промышленность в настоящее время выпускает дифракционный спектрограф ДФС-14 с фотоэлектрической приставкой. Этот прибор позволяет работать как в видимой, так и в ультрафиолетовой области, а также в близкой инфракрасной области (до ЮОООА). ДФС-14 позволяет регистрировать изотопическую структуру спектров легких изотопов (водорода), а также спектров тяжелых изотопов (уран и др.). [c.151]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология