Поглощение света теория

К отличительным особенностям дисперсных систем, в которых размер частиц дисперсной фазы значительно меньше длины волны видимого света или соизмерим с ней по порядку величины, относятся их характерные оптические свойства. Изучение особенностей прохождения света через различные системы позволяет определять в них наличие, концентрацию и анализировать строение частиц дисперсной фазы. Теория оптических свойств дисперсных систем представляет собой сложную и основательно разработанную область современной физики. Однако она не позволяет полностью описать все детали оптических свойств, особенно грубодисперсных и высококонцентрированных систем. В рамках данного курса будут рассмотрены физические основы наиболее характерного из оптических свойств — рассеяния света частицами с размером, значительно меньшим длины волны (рэлеев-ское рассеяние), и качественно описаны более сложные случаи рассеяния и поглощения света частицами большого размера, а также роль флуктуаций прн взаимодействии света с дисперсными системами. [c.159]

Подтверждение правильности квантовой теории света можно найти в разнообразных явлениях и наиболее наглядно — в фотоэлектрических явлениях (см. ниже) однако она не свободна от противоречий. До тех пор, пока речь идет об акте испускания или поглощения света, теория Эйнштейна безупречно объясняет явления, которые представляли непреодолимые трудности для электромагнитной теории. Зато основные свойства самого луча, которые всегда считались признаками волновой природы света, — интерференция, диффракция и поляризация — хорошо объясняются старой электромагнитной теорией и представляют непреодолимые трудности для квантовой. Эта двойственность в представлениях о лучистой энергии была устранена лишь квантовой механикой. [c.36]

Флуоресцентное излучение сложных молекул (в частности красителей) поляризовано даже при естественном падающем свете. Теория поляризации люминесценции разработана Вавиловым и Феофиловым. Возбуждающий свет поглощается молекулами, определенным образом ориентированными по отношению к электрическому вектору световой волны. После поглощения энергия излучается в результате другого электронного перехода, которому отвечает, вообще говоря, иная поляризация в молекуле, т. е. иное направление переходного диполя. Если время жизни возбужденного состояния, т. е. время передачи энергии, мало по сравнению с временем переориентации молекулы, то люминесценция поляризована. Степень поляризации выражается величиной [c.145]

По теории строения атома поглощение света веществом вызывает переход электронов на более высокие энергетические уровни. При возвращении электронов на исходные энергетические уровни энергия выделяется. Если предположить, что энергия поглощенного света равна энергии испускаемого света, то вещество должно быть бесцветным. Почему же вещества бывают цветными [c.29]

Квантовая теория света оперировала понятием светового кванта, который обладает свойства ми частицы. Эта частица получила название фотона. Квантовой теории были чужды понятия волны и колебаний. Она успешно- объясняла возникновение и поглощение света, но не могла объяснить явлений, связанных с прохождением света через вещества. Такое положение сложилось в физике к двадцатым годам текущего века. [c.44]

Позже Лав (1899 г.) и Ми (1908 г.) распространили теорию и на большие сферические частицы, приняв в расчет также поглощение света. Их теория, как и все другие обобщения, довольно сложна. Ее выводы табулированы в виде специальных функций. Некоторые особенности этой теории мы рассмотрим при обсуждении экспериментальных данных. [c.22]

При пропускании лучей света через окрашенный раствор интенсивность поглощения света пропорциональна концентрации (см. гл. 14). Согласно теории Аррениуса, концентрация ионов уве- [c.131]

Эмпирическая теория красителей получила разъяснение с позиций современных электронных представлении. Окраска — это избирательное поглощение света определенной длины волны. Все органические вещества обладают способностью к такому избирательному поглощению в ультрафиолетовой части спектра при этом происходит поглощение энергии и возбуждение электронов, их переход на более высокие орбитали. Хромофорные группировки сдвигают избирательное поглощение в видимую область. Это происходит за счет того, что электроны в сопряженных системах (а таковыми и являются хромофоры) обладают повышенной подвижностью, для их возбуждения достаточно квантов и видимого света с относительно небольшой энергией. [c.329]

Но при низких температурах у лития и натрия устойчивы более плотные упаковки. Некоторые свойства щелочных металлов приведены в табл. 11. Из этой таблицы следует, что плавление не сопровождается заметным изменением координационного числа г. Расхождения между величинами г в твердой и жидкой фазах не выходят за пределы ошибок опыта. Проводимость уменьшается на 30—40%. Постоянная Холла почти не меняется [17]. Следовательно, состояние почти свободных электронов при плавлении не претерпевает существенных изменений. Замечательны оптические свойства щелочных металлов. Обладая большим коэффициентом поглощения света в видимой области спектра, они прозрачны для ультрафиолетовых лучей. Показатель преломления Б ультрафиолетовом диапазоне меньше единицы. При увеличении атомного номера щелочного металла область длин волн, для которых металл прозрачен, расширяется в сторону видимого спектра. Эти свойства щелочных металлов полуколичественно объясняются теорией, основанной на представлении о почти свободных валентных электронах в металлах. [c.179]

В соответствии с теорией, экспериментальные исследования поглощения света золями золота с различным размером частиц показывают, что с увеличением дисперсности золей максимум поглощения сдвигается в сторону меньших длин волн. [c.167]

Для объяснения взаимодействия света с веществом используют две модели волновую и корпускулярную. С помощью волновой модели можно объяснить явления, при которых не происходит поглощения света,— отражение, преломление, дифракция. По теории Максвелла, электромагнитные колебания представляют собой изменяющиеся электрическое и магнитное поля, которые колеблются во взаимно перпендикулярных направлениях и перпендикулярно направлению распространения волны. Согласно этой теории взаимодействие света с веществом — это взаимодействие электрического поля волны с электронами атомов. Каждая волна имеет определенную частоту V и длину волны X. Эти величины связаны соотношением [c.116]

По теории строения атома, поглощение света веществом вызывает переход электронов на более высокие энергетические уровни. При возвращении электронов на исходные энергетические уровни [c.35]

По теории строения атомов (111, 4) поглощение света вызывает перескок некоторой части электронов освещаемого вещества на менее энергетически выгодные орбиты (точнее — уровни). Важно, что последующее возвращение электронов на исходные уровни обычно сопровождается выделением уже не лучистой, а тепловой энергии. Поэтому и получается эффект вычитания поглощенных лучей из общего падающего светового потока. [c.433]

В последние годы XIX ст. было обнаружено, что свет, выходящий из отверстия в нагретом полом теле, не имеет характеристических линий испускания — его интенсивность плавно изменяется с изменением длины волны, причем такое распределение интенсивности света зависит от температуры и не зависит от природы нагретого тела. Физики-теоретики, занимавшиеся проблемой испускания света нагретыми телами, еще до 1900 г. пришли к выводу, что на основании представлений об испускании и поглощении света колеблющимися молекулами нагретого тела они не могут объяснить наблюдаемое распределение энергии излучения. Тогда немецкий физик Макс Планк (1858—1947) высказал мысль о возможности создания удовлетворительной теории при допущении, что нагретые тела не могут испускать или поглощать свет определенной длины волны в произвольно малых количествах, а должны испускать или поглощать лишь определенный квант света, характерный для данной длины волны. Хотя теория Планка не требовала считать сам свет состоящим из порций энергии — световых квантов или фотонов, Эйнштейн уже в 1905 г. указал на ряд других обстоятельств, подтверждающих эту концепцию. [c.65]

В 1905 г. Эйнштейн объяснил эти наблюдения на основе разработанной им теории фотоэлектрического эффекта. Он высказал предположение, что падающий на металлическую пластинку свет состоит из фотонов, обладающих энергией к, и что энергия каждого фотона при поглощении света металлом полностью переходит в энергию фотоэлектрона. Однако для выхода электрона из металла надо затратить некоторое количество энергии. Это количество энергии можно обозначить [c.67]

Наиб, близка к совр. теории цветности теория Г. Льюиса (1916), по к-рой цвет обусловлен селективным поглощением света валентными электронами, частоты к-рых синхронны с соответствующей частотой световых колебаний . [c.330]

Теорией Ми и его последователей объясняется также характер рассеяния и поглощения света проводящими частицами и частицами специфически поглощающими свет за счет собственной окраски вещества дисперсной фазы. В этом случае уменьшение светового потока при прохождении света через дисперсную систему обусловлено двумя явлениями вышерассмотренным кажущимся поглощением за счет рассеяния света и истинным погло-щеиием света частицами с превращением энергии световой волны в тепловую энергию. При этом для проводящих частиц на кривых зависимости поглощения света от длины волны возникают максимумы, положение которых определяется и размером частиц. [c.167]

В теории атомно-абсорбционного метода анализа некоторые теоретические модели рассматриваются на примере элементов с высокой степенью атомизации в пламенах, в частности натрия [845, 1080]. Так, в работе [1080] дается обоснование атомно-абсорбционного метода определения концентрации вещества в пламени без применения стандартных растворов. При расчете концентрации свободных атомов в пламени рассматривают количество вещества, попадающее в пламя в виде аэрозоля, распределение атомов в рабочей зоне, скорость прохождения газов через поглощающий слой. Вычисленные значения величины поглощения света для натрия (меди и серебра) сравнены с экспериментальными. Экспериментальные данные исполь- [c.126]

Феноменологическую модель оптической активности предложил Френель еще в 1823 г. Она основана на волновой теории света и с позиций современной науки не является достаточно строгой. Тем не менее эта модель дает очень наглядное представление о причинах оптической активности и других явлениях, связанных с поглощением света хиральным веществом, в рамках классической электродинамики, и поэтому ее часто используют и в настоящее время. [c.10]

Теория поглощения света не будет здесь рассмотрена более подробно, так как ее можно трактовать только с помощью квантовой теории и волновой механики. Однако в качестве рабочей гипотезы и для понимания этого явления химиком-органиком можно с успехом использовать теорию мезомерии. В соответствии с этой теорией красителем является ненасыщенное соединение, которое можно описать с помощью ряда мезомерных предельных структур. Поглощая световую энергию, непрочно связанные валентные электроны переходят на более высокий энергетический уровень, н, таким образом, молекула красителя переходит в возбужденное состояние. Чем большее число мезомерных структур участвует в основном состоянии, тем легче обычно происходит возбуждение молекулы и тем глубже окрашено соединение. В соответствии с этим все окрашенные вещества должны были бы быть неустойчивыми. Однако благодаря тому, что ненасыщенные группы, введенные в ароматические и хииоидные системы, могут стабилизоваться, в результате сопряжения и образования водородны.ч связей, химикам удалось получить чрезвычайно устойчивые красители. [c.597]

Объясните наблюдаемое явление поглощения света родопсином с позиций теории частицы в одномерном ящике . [c.38]

Конечная цель теории любого метода анализа—количественно-описать связь аналитического сигнала (в случае атомно-абсорбционной спектрометрии — величины атомного поглощения А) с содержанием определяемого элемеита в пробе (число атомов Л о). Поскольку процесс атомно-абсорбционного анализа с ЭТА включает в общем виде три основные стадии перенос вещества в газовую фазу с поверхности графита (испарение пробы), атомизацию вещества и поглощение света свободными атомами элемента,, полное теоретическое описание фуикциональио "1 связи Л = /(Л о) должно учитывать все перечнелепные стадии. [c.171]

Показанный выше механизм зрения подводит нас к необходимости обсудить природу поглощения света. Почему многие органические соединения окрашены Почему одни из них имеют желтый цвет, другие - красный, а третьи - глубокий синий цвет Ответы на эти вопросы становятся понятными в рамках теории молекулярных орбиталей. [c.377]

Однако этот аргумент несостоятелен. Энергия спектрального перехода равна (в представлении МО) разности энергий двух молекулярных орбит рассматриваемого соединения. Это свойство зависит от энергий отдельных МО. Представление молекулы с помощью МО совершенно не соответствует классическому изображению молекул с локализованными связями последнее является искусственным представлением, означающим возможность преобразования МО в набор почти невзаимодействующих эквивалентных орбит, локализованных между парами атомов. Возможность такого преобразования не связана непосредственно с энергиями отдельных МО. Поэтому изменения поглощения света не могут дать никаких сведений о фиксации связей. Это становится очевидным при рассмотрении бутадиена с помощью метода теории возмущений, описанного в гл. 2. Невозмущенная система содержит две локализованные этиленовые я-связи, каждая из которых включает дважды заполненную я-МО. Кроме того, имеются две соот- [c.88]

Во-первых, Менделеев подчеркивает, что для многих электролитов не наблюдается изменения свойств при изменении соотношения между ионизированной и неионизированной формами вещества. Так, многие электролиты поглощают свет прямо пропорционально их общей концентрации, хотя по теории Аррениуса с изменением концентрации изменяется степень диссоциации и с этой точки зрения не может быть прямой пропорциональности между поглощением света и концентрацией. [c.22]

В основе макроскопической теории молекулярного взаимодействия конденсированных фаз лежит представление о существующих в них флуктуациях электромагнитного поля, которые выходят за пределы фаз и, взаимодействуя в зазоре между кнми, создают силы межмолекулярного притяжения. Квантовый характер подобных флуктуаций приводит к тому, что основной вклад во взаимодействия создают так называемые нулевые колебания, не зависящие от температуры лишь при очень высоких температурах следует учитывать температурную природу флуктуаций. Частотная характеристика флуктуаций электромагнитного поля может быть найдена из оптических свойств конденсированной фазы — из зависимости от частоты ы коэффициентов истинного (не связанного с рассеянием света см. 1 гл. VI) поглощения света в контактирующих фазах. [c.249]

Феноменологическую модель оптической активности предложил Френель еще в 1823 г. Она основана на волновой теории света и с позиций современной науки не является достаточно строгой. Тем не менее эта модель дает очень наглядное представление о причинах оптической актшиостн и других явлениях, связанных с поглощением света хиральньш веществом, в [c.604]

Оптические свойства аэрозолей подчиняются тем же закономерностям, что и оптические свойства лиозолей, но в аэрозолях они щюявляются более ярко за счет большой разности в плотностях, а значит — в показателях преломления аэрозольной частицы и газовой среды. Характер взаимодействия света с аэрозольной частицей зависит от соотношения между размером частицы й и длиной волны света X. Если ё X, то взаимодействие можно рассматривать с позиции геометрической оптики, если с1 X или ё <Х, то необходимо основываться на теории электромагнитных колебаний, т. е. учитывать волновую природу света. Для аэрозолей характерны рассеяние и поглощение света. [c.292]

A. . Давыдов, Теория поглощения света в молекулярных кристаллах, Изд-во АН УССР, 1951 Теория молекулярных экситонов, Наука , [c.348]

Вероятно, исторически первой областью органической химии, которая быстро и уверенно пошла по пути целенаправленного создания веществ с заранее заданными свойствами, была химия органических красителей. Здесь очень рано были сформулированы эмпирические правила (впоследствии превратившиеся в строгую теорию), связывающие структуру молекул с цветом вешества. В основе этих представлений лежит понятие о хромофоре — группировке атомов, ответственной за характерное для вещества поглощение света определенной длины волны. Одним из распространенных хромофоров синтетических красителей является диарилазогруппа, присутствующая, например, в молекуле азобензола (37, схема 1.12). Подробно изучено [c.32]

Твердый трифторид. хлора бесцветен температура кипения -1-11,3° С, температура плавления —83° С. Его молекулярный вес, равный 87,49, меньше, че.м должно быть по теории (92,5). Поэто.му Шмит и Шумахер [733] предположили, что газообразный трифторид хлора полимеризуется до (С1Рз)2. Ими же было найдено, что поглощение света трифторидом хлора начинается при 4700 Л и с уменьшением длины волны постепенно возрастает, особенно при 2600 А. [c.21]

Положение в многоэлектронных системах не отличается в основном от описанного, и имеются как полностью симметричные состояния, так и неполностью симметричные, однако фактом является то обстоятельство, что в очень большом числе примеров нижним, или основным, сосгоянием молекулы является полностью симметричное основное состояние, а другие типы встречаются только в возбужденных состояниях, недолго живущих после поглощения света или другого возмущения. Все известные ароматические молекулы подчиняются этому правилу, и единственное, широко распространенное исключение составляет молекула О2, обладающая триплетным основным состоянием, принадлежащим представлению 2 . Поэтому рассмотрим симметрию основного состояния циклобутадиена, не забывая о том, что успехи и-электронных теорий относились к молекулам с полностью симметричным основным состоянием. [c.38]

Один аспект применения концепции коллективных электронов к небольшим металлическим частицам известен уже давно, речь идет о поглош,ении света дисиерсными частицами металла. Майе [41] первым разработал теорию поглощения на основе классической теории электромагнитных колебаний. Поглощение является результатом коллективного, или плазменного, колебания электронов металла. Согласно этой теории, которая предполагает, что размер частиц невелик по сравнению с длиной световой волны А,, коэффициент поглощения света пропорционален выражению [c.274]