Электромагнитные колебания, общий

I. Законы фотохимии. В фотохимии рассматриваются закономерности влияния электромагнитных колебаний видимого и ультрафиолетового участков спектра на реакционную способность химических систем. Общая реакционная способность химической системы характеризуется значениями стандартного сродства реакций АО (Т) и стандартного сродства в процессе образования переходного состояния Значения А0 (7 ) и АС (7) изменяются с изменением температуры. При повышении температуры в системе изменяется кинетическая энергия поступательного и вращательного движения молекул и энергия колебательного движения ядер атомов. В области средних температур энергия движения электронов при изменении температуры практически остается постоянной. Чтобы перевести электроны на более высокие электронные энергетические уровни, надо нагреть систему до высоких температур, при которых многие реагенты разлагаются. При воздействии на химическую систему электромагнитными колебаниями с частотой видимого и ультрафиолетового участков спектра изменяется энергия движения электронов. Поглощая квант энергии, электроны переходят с ВЗМО на НО Ю. Образуется возбужденная молекула, обладающая избыточной энергией. Распределение электронной плотности в возбужденных молекулах существенно отличается от распределения электронной плотности в исходных молекулах. Повышается энергия колебательного движения ядер. Физические и химические свойства возбужденных молекул отличаются от свойств молекул в невозбужденном состоянии. Появляется возможность получения новых веществ, синтез которых невозможен при термическом воздействии на систему. [c.610]

Химические реакции тесно связаны с такими физическими процессами, как электрические явления, теплопередача, поглощение или излучение электромагнитных колебаний. Например, химические реакции, протекающие в гальванических элементах и аккумуляторах, являются причиной возникновения электрического тока. Многие химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии в виде теплоты, а возникновение других реакций обусловлено действием света. Так, поглощение солнечного света зелеными растениями вызывает сложные реакции фотосинтеза, в результате которых из двуокиси углерода и воды образуются различные органические соединения. Таким образом, физическая химия решает наиболее общие вопросы химии, опираясь на физические законы и методы исследования. [c.5]

Наиболее простые спектры зарегистрированы у атомов водорода и ему подобных ионов (Не+, +, Ве + и т.д.) Частоты электромагнитных колебаний спектральных линий описывают общей формулой [c.188]

В современной теории электрических цепей используются, конечно, не только линейная алгебра, но и гармонический анализ, операционное исчисление, интегральные преобразования, теория графов, математическое программирование, вероятностные методы и другие дисциплины. Являясь областью приложений для многих математических результатов, она сама оказывала серьезное влияние на их развитие и даже на возникновение ряда новых математических методов, приобретавших впоследствии более широкое значение. В качестве примера можно указать, что упомянутые работы Кирхгофа стимулировали создание топологии, изучающей наиболее общие геометрические свойства тел и фигур, а также теории графов. То же самое имело место при создании операционного исчисления в связи с возникновением задач по расчету электромагнитных колебаний в контурах. [c.9]

Как известно из физики, все тела, встречающиеся в природе, могут излучать энергию различных видов. Носителями лучистой энергии являются электромагнитные колебания с длиной волн от долей микрометра (например, гамма-лучи, рентгеновские) до многих километров (например, радиоволны), распространяющиеся в вакууме со скоростью света (3-10 м/с). В общем случае интенсивность излучения зависит от природы тела, его температуры, состояния поверхности, длины волны, а у газов — также от давления и толщины слоя. Лучи с длиной волны в диапазоне 0,8— 800 мкм (инфракрасные), возникновение которых определяется температурой и оптическими свойствами излучающего тела, называются тепловыми, а явление их распространения — тепловым излучением. [c.304]

Излучатель предназначен для преобразования энергии накачки (перевода гелий-неоновой смеси 3 в активное состояние) в лазерное излучение и содержит оптический резонатор, представляющий собой в общем случае систему тщательно изготовленных отражающих, преломляющих и фокусирующих элементов, во внутреннем пространстве которого возбуждается и поддерживается определенный тип электромагнитных колебаний оптического диапазона. Оптический резонатор должен иметь минимальные потери в рабочей части спектра, высокую точность изготовления узлов и их взаимной установки. В лазере, показанном на рис. [c.227]

К настоящему времени проблема распространения колебаний в волноводах проанализирована теоретически наиболее подробно для случая электромагнитных колебаний. Непосредственное применение полученных результатов в акустике (или хотя бы установление достаточно близких аналогий) затруднено наличием таких специфических явлений, как частичное взаимное преобразование продольных и сдвиговых волн при их отражении на границе твердого волновода. Проблема распространения импульсов в среде с дисперсией остается аналитически в общем виде нерешенной. [c.172]

В общем случае распространения лучистого потока через некоторую среду, способную излучать и частично поглощать электромагнитные колебания, изменение [c.228]

Энергия электромагнитных колебаний растет с частотой, т. е. с уменьшением длины волны. По общим положениям квантовой теории, при поглощении электромагнитных колебаний внутренняя энергия иона, атома или молекулы скачкообразно повышается от нормального уровня о До более высокого, возбужденного уровня Е . Изменение энергии зависит от частоты света [c.84]

Поглощение ультрафиолетовой и инфракрасной областей спектра используется при анализе в нескольких направлениях в зависимости от пути перехода молекулы из возбужденного в нормальное состояние. В общем, этот переход может осуществляться тремя путями. Возбужденная молекула может подвергнуться химическому изменению. Подобные фотохимические процессы имеют большое значение в других областях, но применение их в анализе ограничено. Возбужденная молекула может перейти в нормальное состояние, распределяя энергию возбуждения на соседние атомы и молекулы, т. е. превращая поглощенную энергию электромагнитных колебаний в тепловое движение. Такие процессы имеют наибольшее значение. Наконец, энергия возбуждения может превратиться в световую энергию —так возникает люминесценция. Такой переход возможен лишь с некоторой потерей энергии, поэтому спектр люминесценции всегда сдвинут в сторону длинноволновой части спектра, т. е. в сторону квантов меньшей энергии. В то же время, чем сильнее этот сдвиг, тем легче создать условия для измерения люминесценции, устраняя влияние фона возбуждающего света. [c.87]

В настоящее время отсутствует законченная методика расчета электромагнитных вибраторов общего назначения. Расчет в основном сводится к определению жесткости упругой системы и к аналитическому и эмпирическому определению параметров электромагнита, т. е. сечения магнитопровода, числа витков катушки и сечения провода. При конструировании электромагнитного вибратора установки ВПУ-1 на макетном образце проводилось определение собственной частоты колебаний путем изменения частоты питающего тока. Частотные характеристики снимались дважды как для уточнения коэффициента жесткости упругих элементов, так и для определения резонансной частоты в зависимости от длины водоподъемных труб. Без учета затухания в системе жесткость упругих элементов в системе при работе в резонансном режиме [c.77]

Рис. 11.16. Положение инфракрасного излучения в общем спектре электромагнитных колебаний

С помощью методов оптической спектроскопии, в том числе спектроскопии в УФ, видимой и ИК-области, можно получить важные сведения о строении молекул. В настоящее время источником ценной информации для химиков стала еще одна область электромагнитных колебаний — микроволны, или волны радиочастотного диапазона, которые ранее представляли интерес лишь для инже-неров-электроников и связистов. Несмотря на то что приборы микроволновой спектроскопии не имеют почти ничего общего с приборами, применяемыми в оптической спектроскопии, в основе обеих групп методов лежат одни и те же принципы. Любые спектры возникают вследствие квантованных переходов в соответствии с условием частот Бора. [c.236]

Позднее было обнаружено, что атомный спектр водорода имеет линии и в других областях электромагнитных колебаний (ультрафиолетовой и инфракрасной). И для них длины волн каждой серии линий связаны уравнением того же типа и с той же постоянной, различия заключаются в значениях чисел т и л. В общем виде частоты линий в сериях для всех атомов могут быть выражены аналогичными уравнениями вида [c.190]

Разработанная в 70-х годах прошлого столетия Дж. Максвеллом теория электромагнитных волн помогла установить единство световых и электромагнитных явлений. Эксперименты с инфракрасным излучением подтвердили электромагнитную теорию Максвелла и показали, что инфракрасные лучи являются частью общего спектра электромагнитных колебаний. [c.8]

Тепловое излучение. В общем случае распространения лучистого потока через некоторую среду, способную частично поглощать и излучать электромагнитные колебания некоторой частоты v, изменение интенсивности / лучистого потока, приходящееся на единицу расстояния в направлении I, имеет следующий вид [c.10]

Рис. 2. Общий спектр электромагнитных колебаний.

Общий спектр электромагнитных колебаний. Основной характеристикой электромагнитных колебаний является длина волны Я или частота v, которые связаны между собой простым соотношением к = с и, таким образом, однозначно определяют одна другую. [c.35]

ОБЩИИ СПЕКТР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИИ 37 [c.37]

Основа программы — проведение исследований теоретического и практического плана для отыскания общих и частных закономерностей, учитывающих для жидкостей различного класса комплексную взаимосвязь полей ионов, диполей и внешнего поля — токов проводимости и токов смещения. Относится это как к глубинным районам объема жидкости, например, помещенной между электродами, так и к поверхности раздела фаз (электрод — жидкость или твердый изолятор — жидкость) иными словами, — изучение в первую очередь во взаимосвязи вопросов определения проводимости и диэлектрической проницаемости и других электрических параметров жидкостей, обладающих различной проводимостью. Изучение природы явлений, сопровождающих эти измерения (например, на границе раздела фаз, при различных частотах электромагнитных колебаний внешнего поля, температурах), позволяет проанализировать противоречивые данные и наблюдения, встречающиеся в литературе, и исключить ошибки в определении электрофизических параметров. [c.3]

Электронная поляризация с достаточным приближением равна молекулярной рефракции, определенной в видимой части спектра , так как колебания с частотой видимого света возбуждают все валентные электроны, способные к смещению в электрическом поле (см. гл. 13). Колебания атомных ядер вследствие их малой частоты не возбуждаются видимым светом они МОГУТ возбуждаться только электромагнитными колебаниями инфракрасной области спектра. Поэтому о колебаниях атомных ядер можно получить сведения только путем изучения инфракрасного спектра. В связи к этим часто вместо термина атомная поляризация пользуются термином инфракрасный член молекулярной рефракции , экстраполированной на бесконечную длину волны. Наличие этого члена, величину которого необходимо оценить, вносит некоторую неточность при вычислении дипольного момента /г. Обычно эта неточность незначительна. Действительно, как на основании теоретических рассуждений , так и по экспериментальным данным известно, что атомная поляризация составляет лишь малую долю электронной поляризации и, больше того, что ее можно в общем принять равной 5—10% электронной поляризации . Существуют и заслуживающие внимания исключения, когда атомная поляризация значительно больше. В этих случаях, как уже указывалось, имеется глубокая связь между атомной поляризацией и структурой молекул, что будет рассмотрено ниже. [c.58]

На протяжении щести лет берлинский профессор Макс Планк занимался проблемой равновесного электромагнитного излучения абсолютно черного тела. Он искал единую формулу распределения энергии в спектре этого излучения. До него были известны формулы, описывающие два крайних случая — испускания длинных и коротких волн. Общее же решение было неизвестно. После долгих раздумий Планк пришел к выводу, что проблема может быть решена, если допустить, что энергия колебаний атомов Е (Планк полагал, что твердое тело можно представить -состоящим из атомов, колеблющихся около положения равновесия) может принимать не любые значения, но только кратные некоторому наименьшему количеству (кванту) энергии (е) . [c.7]

Одним из наиболее эффективных методов исследования можно считать оптическую спектроскопию. При прохождении света (УФ, видимого или ИК, т. е. электромагнитных волн с определенной энергией) через раствор органического вещества происходит его частичное или полное поглощение (это зависит от энергии светового пучка и от строения органического вещества). Другими словами, оптическая спектроскопия исследует зависимость интенсивности поглощения света от длины волны (энергии). Поглощенная молекулой энергия может вызвать или переход электрона с одного энергетического уровня на другой, энергия которого выше (УФ-спектро-скопия), или привести к колебанию и вращению атомов (ИК-спек-троскопия). Поскольку спектры поглощения в УФ и видимой областях связаны с электронными переходами, то эти спектры называются также электронными спектрами. В общем спектре электромагнитных волн они находятся в интервале от 200 до 1000 нм. [c.33]

Общие сведения. При прохождении света (ультрафиолетового видимого или инфракрасного, т. е. электромагнитных волн с определенной энергией) через вещество происходит частичное или полное поглощение излучения определенных длин волн (определенных частот). Основной задачей оптической спектроскопии является исследование зависимости интенсивности поглощения света веществом от длины волны или частоты колебания (или то же самое — энергии). [c.123]

В ИК-спектре обнаруживаются не любые колебания, а лишь те, которые вызывают изменение дипольного момента молекулы. В общих чертах это условие объясняется следующим образом. Любая волна излучения представляет колеблющееся электромагнитное поле, и [c.46]

При взаимодействии вещества с излучением эта энергия распределяется по всем видам движения, которые имеются в веществе, — возбуждение электронов, изменение амплитуды продольных н поперечных колебаний каждой связи, изменение скорости и направления вращения отдельных частиц вещества и т. д. Каждый вид движения поглощает определенный квант энергии, который может быть зарегистрирован. Способность поглощать электромагнитное излучение является общим свойством всех молекул. Область по-82 [c.82]

В инфракрасной области, в. отличие от средней ультрафио-. Летовой, поглощают все органические соединения. Эта область электромагнитного спектра связана с колебаниями атомов в молекулах. Каждая структурная группа характеризуется своим набором полос поглощения, число, положение и интенсивность которых в большей или меньшей степени зависят от состава остальной части молекулы. Для определения группового состава сложных смесей используют обычно характеристические, т. е. интенсивные полосы, при е > 10 моль/(л-см) практически сохраняющие интенсивность и общий вид независимо от строения остальной части молекулы положение характеристических полос меняется в небольших пределах — до полуширины полосы. [c.141]

Свет представляет собой один из мощных факторов воздействия на химические процессы. Достаточно вспомнить, что жизнь на Земле поддерживается благодаря растениям, а растения осуществляют синтез органических веществ, используя энергию излучения Солнца. Основным законом фотохимии следует считать закон, утверждающий, что химическое действие производится только теми электромагнитными колебаниями, которые поглощаются данным веществом. Однако нельзя утвеждать, что для химического воздействия достаточно просто подвести к реагирующему веществу необходимое количество энергии в форме энергии излучения. Одно и то же количество энергии будет действовать на молекулы по-разному в зависимости от длины волны (т. е. от частоты колебаний). Так, например, светочувствительный слой на фотобумаге очень быстро изменяется, когда на него падают синие лучи, и остается неизменным при освещении относительно более длинноволновым красным светом, независимо от того, каково общее количество энергии, упавшей на поверхность бумаги. [c.193]

Для колориметрического анализа более ценными являются окрашенные соединения, дающие узкую полосу поглошения. Такие вещества имеют в растворе более яркий и чистый цвет, что облегчает сравнение окрасок. Некоторые вещества имеют серый цвет, т. е. поглощают свет довольно равномерно во всех jnia TKax видимого спектра, причем это поглощение сравнительно мало заметно. Так, например, коллоидный раствор т и, погло-шающий около 5% света во всех участках спектра, кажется едва темным, т. е. нажодится на пределе видимости . Между тем окрашенные вещества поглощают значительно меньшую часть общего светового потока (при освещении белым светом). Однако глаз особенно хорошо воспринимает именно это избирательное поглощение света, воспринимаемое как определенный цвет (оттенок) раствора. Видимый спектр представляет, как известно, электромагнитные колебания с длиной волны от 400 т,а (фиолетовый) до 700 m/i (красный). Ширину полосы окрашенного соединения можно принять в среднем не более 100 ra,w, т. е. она равна приблизительно /з общего интервала длин волн видимого света. Раствор аммиачного комплекса меди, который поглощает всего около 3% света в области 600—700 mj, т. е. около 1 % общего светового потока, имеет еще заметную окраску. Раствор хромата калия, разбавленный до едва заметной окраски, поглощает около 6% света в участке спектра 500—400 mft, т. е. всего 2% общего светового потока (при освещении белым светом). Сравнение этих данных с приведенными выше ддя раствора туши показывает значение избирательного характер поглощения света. Краситель родамин Б характеризуется особенно узкой полосой поглощения. В связи с этим резко увеличивается его видимость . Раствор родамина Б, разбавленный так, чтобы он поглощал 2% света при 530 mjt, имеет еще заметную окраску, хотя измерение в фотоэлектрическом колориметре (без светофильтра) не показывает уже поглощения света. [c.34]

Первым, обратившим внимание на явление колебаний,. встречающихся почти во всех областях физики (звуковые, электромагнитные и т. п. колебания), был Галилей, исследовавший малые колебания маятников. Колебания упругих тел впервые, очевидно, стали предметом исследования в XVIII столетии, когда в работах Тэйлора, Даламбера, Эйлера и Даниила Бернулли был изучен вопрос о колебаниях натянутой струны. Особого упоминания заслуживает провозглашенный Д. Бернулли в 1753 г. крайне важный и плодотворный принцип разложения сложных колебаний. Общая теория колебаний системы с конечным числом степеней свободы была опубликована в 1762 г. Лапласом, работа которого остается основной и в настоящее время. [c.324]

Цвет красителей обусловлен тем, что их молекулы в твердом состо-янин и в растворах поглощают только определенную часть падающих на них лучей света. Глаз человека различает лишь часть световых луч ей, относящуюся к видимой области. Эта область составляет небольш ую долю широкого спектра электромагнитных колебаний (распрос траняющегося в пространстве переменного электромагнитного поля). Общая характеристика спектра электромагнитных колебаний представлена в табл. 1, где эт1 колебания охарактеризованы длиной волны X и волновым числом V = 1/л. [c.46]

В 1958 г. Шавлов и Таунс fil] проанализировали возможность генерирования и усиления электромагнитных колебаний оптических и близких к ним частот посредством стимулированного излучения. Они в общих чертах рассмотрели основы теории, а также высказали ряд конкретных предложений относительно выбора активных сред и способов их возбуждения. В частности, они обратили внимание на возможность использования для этих целей веществ с примесью редкоземельных ионов (TR). Летом 1960 г., т. е. через полтора года, Мейман в журнале Nature сообщил о создании импульсного квантового генератора на основе синтетического рубина (кристалла AljOg с ионами Сг +), излучающего в красной части видимого спектра (6943 А) [c.9]

Важным этапом в развитии учения о строении вещества явилось открытие квантовой природы лучистой энергии (Планк, 1900) и разработка квантовой теории. Все виды электромахнитного излучения могут быть описаны единой шкалой электромагнитных волн (рис. 2), основной характеристикой которых является длина волны к или частота колебаний связанные между собой простым соотношением = с, гдес—скорость света. В общем спектре электромагнитных колебаний значительный участок зани- [c.8]

Микроволновые спектры. Исследования дипольных моментов (электрических моментов), а также магнитных моментов можно проводить посредством измерений высокочастотных электромагнитных колебаний. Высокочастотные колебания в области 10 —10 герц (длина волны от 3 сж до 3 мм) можно также с успехом использовать для определения моментов инерции, межъядерных расстояний и других факторов, обусловливающих структуру молекул. В то время как в инфракрасной области вращательные спектры в общем налагаются на линии колебательных спектров и чистые вращательные спектры в инфракрасной области можно получить только для молекул с особенно малыми моментами инерции, имеется большое число молекул, дающих чистые вращательные спектры в области электрических микроволн. Это имеет место, например, для молекулы Н2О. Далее, в электрическую микроволновую область попадает также так называемый инверсионный спектр молекулы NH3 (см. стр. 572). Микроволновая абсорбционная спектрография является одним из точнейших и наиболее доступных методов для определения структур молекул газа. С ее помощью Вильсону (Wilson, 1950) удалось окончательно установить приводимую на стр. 326 структуру диборана ВгНе- [c.312]

Наиболее хаотизированным является движение частиц, находящихся в плазменном состоянии. Плазма образуется при очень высоких температурах, при которых вещество превращается в смесь молекулярных или атомных ионов и электронов. Особенность плазмы заключается в том, что несмотря на общую электронейтральность (число положительных зарядов равно числу отрицательных) она часто оказывается неоднородной по отношению к внутреннему распределению зарядов. Поэтому в ней возникают колебательные движения зарядов и плазма становится источником электромагнитных колебаний. [c.144]

Общие сведения. Состояния вещества можно разделить на четыре группы, которые отличаются друг от друга характером движения частиц. Наиболее хаотизированным является движение частиц, находящихся в плаз1менном состоянии. Плазма образуется при очень высоких температурах, при которых вещество превращается в смесь молекулярных или атомных ионов и электронов. Особенность плазмы заключается в том, что, несмотря на общую электронейтральность (число положительных зарядов равно числу отрицательных), она часто оказывается неоднородной по отноще-нию к внутреннему распределению зарядов. Поэто.му в ней возни- кают колебательные движения зарядов и плазма становится источником электромагнитных колебаний. Вещество находится в плазменном состоянии во многих космических телах, в которых поддерживаются высокие температуры, плазму получают также и в лабораторных установках, например при исследовании термоядерных процессов. [c.217]

В основе тенлового излучения лежит колебание электромагнитных волн, отличающееся от излучения света только длинами волн. Если тепловое излучение попадает на твердое тело, то часть его отражается, часть поглощается, а часть может ир011тп сквозь тело. Сумма этих частей конечно должна быть равной единице. Тело, поверхность которого полностью поглощает падающие лучи, называется абсолютно черным телом. В действительности ни одно тело точно не соответствует этому условию, некоторые материалы, однако, очень близки к нему. Общее излучение абсолютно черного тела, которое является суммо1 1 его излучения на всех [c.61]

Общую теорию притяжения двух тел, отделенных узким плоско параллельным зазором, разработал Е. М. Лифшиц. Исходя из этой теории можно показать, что энергия взаимодействия двух плоских поверхностей, находящихся друг от друга на расстоянии, меньшем 100 А, должна уменьшаться обратно пропорционально квадрату расстояния между ними, а энергия поверхностей, находящихся на расстоянии, большем 400—500А, должна убывать обратно пропорционально кубу этого расстояния. Соответственно молекулярные силы взаимодействия должны изменяться обратно пропорционально расстоянию в третьей и четвертой степени. Более крутое падение энергии молекулярных взаимодействий и соответствующих сил с увеличением расстояний между взаимодействующими телами объясняется запаздыванием электромагнитных волн. Электромагнитные волны, испускаемые атомом одного тела, прежде чем дойти до атома другого тела, изменяют свою фазу колебания. Этот вывод, как и вся теория Е. М. Лифшица, полностью совпадает с результатами опытов Б. В. Дерягина. [c.81]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология