Диполь излучения

Выберем некоторое произвольное направление диполя излучения [c.126]

Поглощающий диполь совпадает с диполем излучения при возбуждении он повёртывается внутри молекулы на угол а затем за время возбуждённого состояния вся молекула повёртывается на угол (рис. 53, а). [c.127]

Таким образом, наведенный дипольный момент молекулы меняется во времени. Вынужденное колебание молекулярного диполя является причиной рассеяния света. Периодическое смещение электронов по отношению к атомам вызывает излучение света с той же частотой. Как видно из уравнения (1,55) эти коле-, бания диполя можно разложить на три слагаемых. Слагаемое 1 описывает колебание диполя с частотой, равной частоте СО) монохроматического света, которым освещалась молекула. Слагаемые [c.17]

С. Излучательная способность диэлектриков. Из-за малого количества свободных электронов материалы, не проводящие электрический ток, имеют низкие коэффициенты поглощения (см. п. А). Взаимодействие же между тепловыми колебаниями и излучением реализуется главным образом посредством электрических диполей, а при высоких частотах (при коротких длинах волн) начинают возбуждаться электроны в атомах. В соответствии с этим такие материалы характеризуются высокими значениями излучательных способностей в инфракрасном диапазоне при длинах волн, больших 2—3 мкм, а иногда только выше 10 мкм (MgO) (рис. 5). [c.194]

Поляризация флуоресценции. Важной характеристикой фотолюминесценции является поляризация флуоресценции. Каждую молекулу можно рассматривать как колебательный контур — элементарный осциллятор, который способен поглощать и испускать излучение не только вполне определенной частоты, но и с определенной плоскостью колебания. Если на вещество падает поляризованный свет, то он преимущественно возбуждает те молекулы, в которых направление колебания осциллирующих диполей совпадает с направлением электрического вектора возбуждающего светового пучка. Поэтому несмотря на то что молекулы в растворе ориентированы хаотично, возбуждению подвергаются лишь те из них, которые обладают соответствующей ориентацией. Если.время жизни возбужденного состояния велико по сравнению со временем, необходимым для дезориентации молекул вследствие вращения, этот процесс дезориентации происходит еще до того, как появится заметная флуоресценция. Если же скорость вращательного движения мала по сравнению со временем жизни возбужденного состояния, то свет флуоресценции испускается до завершения дезориентации. При этом осцилляторы, ответственные за флуоресцентное излучение, ориентированы в той же плоскости, в которой они были ориентированы в момент поглощения, так что флуоресцентное излучение оказывается частично поляризованным. В очень вязких растворителях даже малые молекулы могут сохранять ориентацию за время испускания флуоресценции. Крупные молекулы, такие, как белки, сохраняют свою ориентацию в течение периода времени, который достаточно велик по сравнению со временем испускания флуоресценции, поэтому их флуоресценция частично поляризована. Степень поляризации флуоресценции определяется по формуле [c.56]

Таким образом, наведенный дипольный момент молекулы меняется во времени. Вынужденное колебание молекулярного диполя является причиной рассеяния света. Периодическое смещение электронов по отношению к атомам вызывает излучение света с той же частотой. Как видно из уравнения (1,55) эти коле-, бания диполя можно разложить на три слагаемых. Слагаемое 1 описывает колебание диполя с частотой, равной частоте сш монохроматического света, которым освещалась молекула. Слагаемые И и 1П описывают колебания диполя с измененными частотами с (о) -Ь ю ) и с (о) — со ). Следовательно, в рассеянном свете будет наблюдаться три частоты с (ш), с(СО +Шс) и с(С0 "С0р). [c.17]

В то же время магнитный дипольный момент ]1т1(ё) индуцируется переменным электрическим полем в направлении ё. Но электрическое поле излучения этого магнитного диполя направлено параллельно fie(B), совпадает по фазе и эквивалентно по амплитуде. В результате эти поля суммируются, так что имеем уравнение [c.178]

В то же время любая электрохимическая реакция приводит к изменению заряда реагирующих частиц и, следовательно, вызывает перераспределение диполей растворителя, окружающих эти частицы. Такая реорганизация растворителя, как показывают теоретические расчеты, также сопровождается значительным изменением потенциальной энергии, а потому может служить основой для построения кривых потенциальной энергии, в которых путь реакции представляет собой некоторую обобщенную координату (у), характеризующую распределение диполей растворителя. По современным представлениям реорганизация растворителя является определяющим фактором в ходе элементарного акта разряда, хотя в общем случае необходимо рассматривать также энергию растяжения химических связей в реагирующих частицах. Концепция реорганизации растворителя приводит к следующему механизму элементарного акта в стадии разряда — ионизации. Согласно принципу Франка — Кондона, переход электрона без излучения или поглощения квантов энергии возможен лишь при условии, что полные энергии электрона в начальном и конечном состояниях приблизительно одинаковы. Выравнивание электронных уровней начального и конечного состояний происходит под действием тепловых флуктуаций растворителя. Когда в результате этих флуктуаций распределение диполей растворителя в зоне реакции оказывается таким, что оно одновременно соответствует и начальному, и конечному состояниям (см. точку А на рис. 79), то появляется вероятность квантовомеханического (туннельного) перехода электрона из металла на реагирующую частицу. Если такой переход осуществляется, то система переходит на потенциальную кривую конечного состояния и релаксирует по ней до равновесной координаты г/у. Таким образом, в наиболее простых электродных процессах энергия активации обусловлена реорганизацией диполей растворителя, необходимой для квантовомеханического перехода электрона из начального в конечное состояние. Напомним, что точно такой же механизм имеют и простейшие ионные реакции в объеме раствора (см. гл. IV). Характерной особенностью электродных процессов является то, что в них начальный уровень [c.186]

Концепция реорганизации растворителя приводит к следующему механизму элементарного акта в стадии разряда — ионизации. Согласно принципу Франка — Кондона, переход электрона без излучения или поглощения квантов энергии возможен лишь при условии, что полные энергии электрона в начальном и конечном состояниях приблизительно одинаковы. Выравнивание электронных уровней начального и конечного состояний происходит под действием тепловых флуктуаций растворителя. Когда в результате этих флуктуаций распределение диполей растворителя в зоне реакции оказывается таким, что оно одновременно соответствует и начальному, и конечному состояниям (см. рис. УП1.10, точка А), то появляется вероятность квантово-меха-нического (туннельного) перехода электрона из металла на реагирующую частицу. Если такой переход осуществляется, то система переходит на потенциальную кривую конечного состояния и релаксирует по ней до равновесной координаты у . Таким образом, в наиболее простых электродных процессах энергия активации обусловлена реорганизацией диполей растворителя, необходимой для квантово-механического перехода электрона из начального в конечное состояние. Напомним, что точно такой же механизм имеют и простейшие ионные реакции в объеме раствора (см. гл. IV). Характерной особенностью электродных процессов является то, что в них начальный уровень электрона можно варьировать в широком интервале, изменяя потенциал электрода. [c.220]

Теорию рассеяния света разработал Релей (1871—1899). Она применима к системам, содержащим непроводящие частицы (золи диэлектриков) сферической формы с размерами во много раз меньше длины волны падающего света. Предполагается, что под действием электрического поля световой волны в частицах диэлектриков возникают индуцированные диполи, становящиеся новыми источниками излучения. Интенсивность света 81, рассеиваемого частицей, определяется по формуле [c.158]

Так как вероятность перехода с нулевого колебательного уровня на первый максимальна, то и коэффициент погашения (1.3) основной полосы максимален. Коэффициенты погашения обертонов значительно меньше. Поглощение электромагнитного излучения происходит только тогда, когда производная электрического момента диполя по колебательной координате не равна нулю (-7 ) ФО. [c.13]

Таким образом, наведенный электрический момент диполя молекулы меняется во времени. Вынужденное колебание молекулярного диполя есть не что иное как смещение электронов. Периодическое движение электронов вызывает излучение электромагнитного поля с частотой, равной частоте колебания электронов. Как видно из уравнения (1.63), колебания диполя можно разложить на три слагаемых. Слагаемое I описывает колебания диполя с частотой, равной частоте су монохроматического светового потока, которым облучалось вещество. Слагаемые И и П1 описывают колебания диполя с измененными частотами с(у+.сое) и (v—ше). Следовательно, в рассеянном излучении будет наблюдаться три частоты с(у+<йв), СУ и с (у—Юг). Рассеяние светового потока без изменения частоты [c.22]

Строение молекул изучают физическим и химическим методами. Из физических свойств наибольшее значение имеют погло-ш,ение и отражение различных излучений (рентгеновские, электронные, нейтронные лучи), спектры поглощения и испускания широкого диапазона частот, магнитные и электрические взаимодействия (магнитная восприимчивость и проницаемость, электрические моменты диполей и поляризация), механические, тепловые, электрические и др. Для заключения о строении вещества сопоставляют информацию, полученную разными методами. Рассмотрим некоторые физические методы исследования. [c.63]

Согласно классическим представлениям излучать (поглощать) электромагнитные волны способны колеблющиеся электрический и магнитный диполи (а также соответствующие мультиполи). В стационарном состоянии электронный заряд симметрично распределен относительно ядра, и распределение это не изменяется, т. е. нет ни диполя, ни его изменения. Поэтому нет ни излучения, ни поглощения. [c.35]

Появление всех сигналов в области спектров электромагнитного излучения объясняется переходами между дискретными энергетическими состояниями. В оптической области спектра (ИК. .. УФ) наблюдают переходы электрических диполей, в магнитной резонансной спектроскопии исследуют переходы магнитных диполей. Вероятность переходов определяется правилами отбора. [c.179]

Вероятности переходов. Обозначим состояние электрического или магнитного диполя с более низкой энергией индексом (0), а состояние с более высокой энергией индексом (I). Взаимодействие с электромагнитным излучением происходит только тогда, когда его частота совпадает с резонансной частотой, определяемой уравнением (5.1.1) [c.179]

Полученные уравнения относятся к строго гармоническим колебаниям осциллятора (диполя). Такие колебания являются идеализацией. Все реальные системы в той или иной мере отклоняются от гармоничности. В этом отношении между электромагнитными колебаниями и колебаниями чисто механическими наблюдается глубокое сходство. Можно доказать, что реальное негармоническое колебание поддается разложению на сумму членов, каждый из которых представляет гармоническое излучение с частотами соо, 2то, 3(йо..., так что весь спектр электромагнитных частот содержит те же частоты, что и механический спектр. [c.16]

Рассмотрим этот вопрос подробнее. Согласно простейшему предположению, положенному в основу теории (модели) Резерфорда, электрон вращается по круговой орбите вокруг ядра. Однако, представив себе, что электрон колеблется, например, вдоль оси ох и одновременно отрезок, на котором совершается его движение, сам колеблется вдоль оси оу, мы получим систему, эквивалентную вращательной. Поэтому вместо вращающегося электрона рассматривают излучения двух диполей по направлениям, которые взаимно перпендикулярны. Колебания происходят с одинаковой круговой частотой и одинаковой амплитудой о, так что [c.18]

Интенсивность излучения диполя вдоль оси ох [c.18]

Излучение обычных возбуждённых атомов соответствует дипольиому излучению в классической электродинамике излучение метастабильных атомов—квадрупольному и более высоких порядков излучению. [c.210]

Поляризация люмииесценции в случае несовпадения направлений диполя ноглощения и диполя излучения. Простейшей моделью молекулы как анизотропного излучателя является модель совпадающих диполей поглощения и излучения. Эта модель с известным основанием может применяться в тех случаях, когда в молекулах исследуемого вещества излучает та же группа, которой обусловлено и поглощение. Однако такое простейшее допущение часто недостаточно нередко излучающая и поглощающая группы моле- [c.124]

Диполь неподвижной молекулы совершает нутационные движения, образуя с осью угол а диполь излучения образует с осью угол (рис. 53,6). Изменение у1ла нутации происходит вследствие изменения при возбуждении поля внутримолекулярных сил. При отсутствии таких изменений = 1. В частном случае при с = 5 = 90°, т. е. прп вращении диполя в плоскости, хюлучаем = 1/7 = 11,3% (см. 19, п. 1). [c.127]

Примером дипольиого излучателя может слу кить молекула флуоресцеина. Если взять сравиитсльио слабый раствор этого вещества С = 10 г см ,. то в 1 см такого раствора будет находиться 2 10 молекул. Средняя, длительность возбуждониого состояния флуоресцеина 4-10 сек., следовательно, при режиме насыщения каждая из молекул флуоресцеина должна возбуждаться в среднем 2,5 10 раз в секунду. Принимая во внимание, что квант излучения флуоресцеина / я 4-10 эрга, находим, что для поддержания указанной системы молекул в возбуждённом состоянии требуется световой поток 2- 2,5-10 - АЛО- эрг/см сек эрг/см сек == 2-10 ке/ге/сж . Подобные световые потоки в настоящее время не могут быть осуществлены даже при импульсном возбуждении. Поэтому для дипольиого излучения (длительность 10 —10 сек.) насыщение заведомо не может быть достигнуто ). В этих случаях всегда возможно применение формулы (2.35). [c.143]

Длительности свечения 9, 10-диарилдиаминоантраценов в кристаллическом состоянии даны в таблице 39. Там же указано отношение длительности свечения к относительному выходу. Из данных таблицы 39 видно, что свечение имеет длительность порядка 3-10- сек., характерную для дипольиого излучения. Как показывает последняя строка таблицы, между длительностью [c.250]

Возможна и такая ситуация, в которой поглощается фото 1 с частотой, более высокой, чем наивысщая частота, соответствукщая разности энергетических уровней атома. В этом случае электрон покинет атом и превратится в свободный электрон, а атом станет ионизированным. Обратный процесс рекомбинации катиона с электроном может привести к испусканию фотона с высокой частотой, Такой вид излучения имеет непрерывный спектр частот. Низкочастотные (инфракрасные) фотоны могут также испускаться или поглощаться колебаниями или вращениями диполь-ных молекул, которые со.здают таким образом полосы испускания или поглощения. [c.192]

Возбуждение элеитри-веского диполя под действием излучения [c.173]

Комбинационное рассеяние (раман-эффект) . Колебательное движение ядер (и вращение молекул) можно вызвать косвенным воздействием, а именно возбуждением электронов. Для этого вещество просвечивают видимым светом или ультрафиолетовым излучением, волновое число которого достаточно сильно отличается от волнового числа Vд, поглощаемого веществом излучения. Возбуждающий свет вызывает периодическое смещение электронов в молекуле и тем самым индуцирует наведенный электрический диполь. Образуется своего рода источник вторичного излучения, волновое число которогоз1 совпадает с возбуждающей частотой (релеевское рассеяние). [c.220]

Вращательные спектры. Излучение в дальней инфракрасной и микроволновой областях дает вращательные спектры молекул в чистом виде. Эти спектры, как правило, спектры поглощения, а не испускания. Чисто вращательные спектры могут давать лишь молекулы с постоянным электрическим моментом диполя. Бездипольные молекулы типа На, Ог, N2 и другие не способны поглощать или испускать свет при изменении состояния вращения, т. е. они не дают ИК-спектров вращения. Это в какой-то мере ограничивает практическое использование ИК-спектров вращения. [c.175]

Таким образом, поглощение или испускание ИК-излучения колеблющейся молекулой, имеющей дипольный момент, можно легко пояснить в простой описательной форме, как это сделано в предыдущем параграфе. Гораздо сложнее описать подобным способом электронные переходы. В классическом смысле электронное возбуждение не соответствует увеличению энергии в осциллирующей системе во всяком случае, и высоко-, и низколежащее электронное состояние может не иметь постоянного дипольного момента (т. е. во всех состояниях электронное облако симметрично расположено вокруг ядер, так что нет разделения зарядов). Однако и в этой ситуации основные принципы взаимодействия с излучением еще применимы, и нам лишь нужно знать, происходит ли дипольное взаимодействие во время перехода между двумя состояниями. Существует единственный строгий метод решения этой проблемы уравнение Шрёдингера, упомянутое в начале раздела, может быть использовано для вычисления скорости перехода системы из одного стационарного состояния в другое под влиянием возмущающей силы. Если скорость возмущения системы, вызванного взаимодействием диполя с электрическим вектором излучения, не равна нулю, то существует дипольный момент перехода. Скорость перехода между состояниями, умноженная на число частиц в низшем состоянии, составляет, естественно, предельную скорость поглощения фотонов, так что в принципе решение уравнения Шрёдингера должно приводить к расчету интенсивности перехода. Однако точные решения этого урав- [c.31]

Теория светорассеяния была развита лордом Рэлеем для сферических, не поглощающих свет, не проводящих частиц. При прохождении световой волны переменное во времени электромагнитное поле вызывает их поляризацию. Возникающие диполи с переменными электромагнитными моментами являются источниками излучения света. В однородной среде свет, излучаемый всеми диполями, вследствие интерференции распространяется только в первоначальном направлении, согласно принципу Гюйгенса. Если же в среде имеются неоднородности с другим показателем преломления, например, коллоидные частицы или системы с флуктуациями плотности (обусловленные ассоциатами молекул или отдельными макромолекулами), дипольные моменты приобретают в этих узлах иную величину и испускают неском-пенсированное излучение в форме рассеянного света. Момент диполя зависит от частоты, иначе говоря от длины волны X. Таким образом, интенсивность светорассеяния I должна быть функцией показателей преломления дисперсной фазы 1 и дисперсионной среды о, длины волны X, объема частицы V, поскольку поляризация—объемное свойство, а также от частичной V или весовой Сй = vУii. концентрации и, наконец, от интенсивности падающего света Я [c.38]