Электромагнитное излучение и вещество

Молекулярная спектроскопия изучает спектральный состав излучения, получающегося в результате поглощения, испускания или рассеяния электромагнитного излучения веществом. Во всех случаях молекулярный спектр является результатом квантовых переходов между различными энергетическими состояниями молекул и содер.жит информацию об их строении. [c.157]

Рассеяние электромагнитного излучения веществом (рис. 37.2, в) может происходить как без изменения (упругое, или рэлеевское рассеяние - по имени английского физика Дж. У. Рэлея), так и с изменением его энергии (неупругое, или комбинационное). Во втором случае энергия квантов рассеянного излучения представляет собой сумму или разность энергий квантов падающего излучения и энергий переходов между различными состояниями вещества. Таким образом, спектр комбинационного рассеяния (или рамановский спектр - по имени индийского физика Ч. В. Рамана) содержит информацию о разностях энергий возможных состояний вещества. [c.464]

По природе взаимодействующего с электромагнитным излучением вещества спектральный анализ подразделяется на атомный и молекулярный. Следует помнить, что в отношении их возможностей справедливы замечания, аналогичные сделанным выше в разделе масс-спектрометрических методов анализа атомный спектральный анализ, в отличие от молекулярного, позволяет определить только суммарный изотопный состав пробы без идентификации той или иной молекулярной формы вещества, в которой находится данный изотоп. [c.97]

Поглощение электромагнитного излучения веществом М можно представить как двухступенчатый процесс, первая ступень которого выражается следующим образом [c.101]

Любое вещество поглощает и отражает электромагнитное излучение. Вещества, поглощающие излучение с длинами волн от 400 до 760 ммк (видимый свет), окрашены. Наряду с поглощением и отражением видимого света для анализа часто используют поглощение излучения в ультрафиолетовом (200—400 ммк) и инфракрасном (0,8—25 мк) участках спектра. Характер и величина поглощения и отражения света зависят от природы вещества и его концентрации в растворе. Это и используют для качественного и количественного анализа оптическими методами, в частности методами светопоглощения. [c.43]

Введение понятия о спонтанных и вынужденных переходах оказалось чрезвычайно плодотворным, что полностью подтвердилось дальнейшим развитием науки. Достаточно указать, например, что в выражениях (1.25) —(1.27) заключен целый ряд важнейших оптических и спектроскопических явлений и закономерностей, обнаруженных в последующие годы, включая возможность усиления и генерации электромагнитного излучения веществом при инверсной населенности уровней. Существенно также, что на основе этих представлений был в свое время дан строгий и изящный вывод выражения для спектральной плотности теплового излучения абсолютно черного тела (см. Приложение III), [c.18]

Если система неоднородна, то при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом помимо процесса поглощения будет происходить также рассеяние лучистой энергии. На этом основаны такие методы количественного анализа, как нефелометрия (измерение в отраженном потоке) и турбидиметрия (измерение в проходящем потоке), которые в настоящей главе рассматриваться не будут. [c.458]

Спектры электромагнитного излучения, испускаемого, поглощаемого и рассеиваемого веществом, изучает раздел физики — спектроскопия. Квант поглощаемой или испускаемой веществом энергии соответствует изменению энергии при каком-либо единичном акте атомного или молекулярного процесса (табл. 11). Наиболее коротковолновое излучение (у-излучение) соответствует ядерным процессам. Квантовые переходы внутренних электронов атомов и молекул сопровождаются рентгеновским излучением. Электромагнитное излучение ультрафиолетовой и видимой области спектра отвечает квантовым переходам внешних (валентных) электронов. Колебанию атомов в молекулах отвечает инфракрасное излучение, вращению молекул — дальнее инфракрасное излучение, спиновому переходу элект-1)онов и ядер — радиоизлучение. [c.140]

Таким образом, из всего спектра частот электромагнитного излучения сложные молекулы поглощают только те кванты света, частота которых совпадает с собственными частотами движения внешнего электрона в молекуле вещества. [c.114]

Многочисленные исследования и разработки по использованию электрического разряда в жидкости для интенсификации процесса )астворения твердых веществ были проведены в Львовском политехническом институте под руководством Г. А. Аксельруда [15]. В электроразрядных устройствах осуществляется комплексное воздействие на процесс дробление, перемещение частиц, воздействие ударных волн и электромагнитного излучения в широком спектре частот. [c.153]

Рентгеновское излучение — электромагнитное излучение, возникает при торможении быстрых электронов в веществе. Практически рентгеновское излучение может возникать в лнэ-бых электровакуумных установках, в которых применяются достаточно большие напряжения (десятки и сотни киловольт) для ускорения электронного пучка. Как и гамма-излучение оно обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения. [c.53]

Радиационно-химические реакции. К радиационно-химическим относятся процессы, идущие под воздействием на вещество электромагнитных излучений или потоков частиц высоких энергий — рентгеновских и гамма-излучений, электронов, протонов, нейтронов, а-частиц и др. Происходящее под действием таких излучений и потоков частиц высоких энергий разложение называется радиолизом. [c.98]

Даже беглый взгляд на опасности показывает, что нельзя охарактеризовать их единственным параметром - в отличие, например, от разнообразных типов электромагнитного излучения. Очень скоро выясняется, что проблема имеет много аспектов и что возможно введение многих (и разумных) переменных для классификации опасностей. В случае реализации одни опасности связаны с высокими температурами, другие - с большими давлениями или значительными концентрациями опасных веществ. Какие-то из опасностей обусловливают единственный смертельный случай, другие способны погубить сотни людей. Время поражающего действия некоторых опасностей составляет доли секунды, но встречаются и опасности, поражающие свои жертвы через годы. Часть опасностей имеет природное происхождение, другая часть порождена деятельностью человека. Еще более запутывает дело то, что опасности могут одновременно принадлежать разным категориям. Обсуждение не может охватывать все известные случаи, однако оно призвано обозначить главные типы опасностей, существенных для предмета изучения данной монографии. [c.56]

Спектральные методы анализа основаны на использовании явлений испускания электромагнитного излучения атомами или молекулами определяемого вещества или взаимодействия этого излучения с ним (чаще всего поглощения излучения). [c.7]

Электронные переходы и спектры поглощения. Поглощение квантов электромагнитного излучения оптического диапазона молекулой или ионом обусловлено переходами электронов между электронными уровнями из основного в возбужденное состояние. Через 10 с частица, поглотившая квант, переходит обратно в основное состояние и вновь оказывается способной поглощать фотоны. Энергия, выделяющаяся при этом переходе, рассеивается в окружающей среде в виде тепла. Молекулы некоторых веществ могут терять энергию поглощенных квантов в виде фотонов, когда реализуется явление фотолюминесценции (см. разд. 1,2.5), [c.54]

Величину lg(/o//) в (1.17) характеризующую поглощательную способность вещества в растворе, называют оптической плотностью. В аналитической практике, стремясь подчеркнуть сущность процесса, лежащего в основе фотометрического определения, а именно поглощение квантов электромагнитного излучения оптического диапазона аналитической формой, эту величину называют поглощением или светопоглощением и обозначают буквой А. Для раствора поглощающего вещества при постоянных концентрации и толщине поглощающего слоя А зависит от длины волны. [c.56]

Все органические молекулы, в том числе и молекулы асфальтенов, обладают общим свойством — поглощать электромагнитное излучение. Поглощение весьма селективно, т. е. излучение определенной длины волны данной молекулой сильно поглощается тогда как излучение других длин волн поглощается слабо или совсем не поглощается. Область поглощения называется полосой, а совокупность полос поглощения данной молекулы является характеристичной для этой молекулы и не может быть продублирована никакой другой молекулой, даже весьма близкого строения. Однако в молекулах органических соединений, особенно сильно выраженной ароматической природы, бывают случаи когда способностью поглощать электромагнитную энергию обладает не вся молекула, а только определенная группа атомов, входящих в ее состав в то время как остальная часть молекулы остается инертной в отношении этого излучения. Важно подчеркнуть, что характер поглощения этой группой атомов не изменяется существенно даже при структурном видоизменении всей молекулы. Это дает возможность определять некоторые структурные элементы в молекулах просто сравнением их спектра со спектрами молекул известного строения. Поэтому для успешного решения молекулярно-структурных проблем с помощью электронных спектров необходимо весьма подробно знать спектральные характеристики различных поглощающих групп атомов. Это положение напоминает положение хромофорных групп в молекулах органических веществ, ответственных за их окраску. [c.211]

Атмосфера - естественная внешняя газообразная оболочка Земли, которая обеспечивает физиологические процессы дыхания, регулирует интенсивность солнечной радиации, служит источником атмосферной влаги и средой, поглощающей газообразные продукты жизнедеятельности живых организмов. Поэтому состав, температура, характер перемещения воздушных масс в атмосфере являются необходимыми условиями существования на Земле живой материи. Воздействие промышленного производства на атмосферу приводит к изменению ее состояния загрязнению вредными веществами, шумами и электромагнитными излучениями, снижению количества кислорода, разрушению озонового слоя. [c.8]

Взаимодействие излучения с веществом. Из нашего определения ионизирующего излучения ясно, что оно включает как электромагнитное излучение, так и излучение частиц большой энергии. Ионизирующее электромагнитное излучение представляет собой поперечные волны в электромагнитном поле, обладающие достаточной энер- [c.155]

В современной химии и химической кинетике широко применяются различные спектральные методы исследования. Среди них наиболее доступна видимая и ультрафиолетовая (УФ) спектрофо-тометрия, которая изучает взаимодействие вещества с электромагнитным излучением в определенном интервале длин волн. [c.5]

Использование в качестве разбавителя инертного газа - азота, вместо водяного пара, приводит к упрощению технологической схемы (рис, 3), поскольку из технологической линии производства бутадиена исключаются пароперегревательные печи. Роль энергоносителя выполняет электромагнитное излучение СВЧ-диапазона, трансформируясь в веществе катализатора в тепловую энергию необходимую для проведения реакции. [c.7]

Процесс нагрева значительно ускоряется если тело нагревается не с поверхности, а но всему объему одновременно, т.е. когда исключается наиболее длительная стадия процесса - теплопередача с поверхности в объем вещества. Под воздействием микроволнового излучения процесс испарения ускоряется, т.к. например вода и некоторые другие полярные растворители имеют характерный максимум поглощающей способности энергии электромагнитного излучения в области СВЧ диапазона [5], [c.15]

Исследования проводятся по специально разработанной методике, использующей преимущество методов ШР и ЭПР, на основе аппаратурного комплекса, состоящего из спектрометров ЯМР и ЭПР и компьютера. Сущность метода заключается в последовательном воздействии на исследуемое вещество электромагнитным излучением в метровом и сантиметровом (СВЧ) диапазонах волн с регистрацией спектров ЯМР и ЭПР. При этом спектроскопия ЭПР регистрирует распределение вещества в ядрах и сольватных оболочках мицелл дисперсной фазы, а спектроскопия ШЛ - в дисперсной среде и промежуточном слое. [c.17]

Проникая в твердое вещество, излучение в зависимости от величины его энергии может затрагивать только валентные электроны, всю электронную оболочку атомов или же, при достаточно высокой энергии, и атомные ядра. В последнем случае оно производит не только возбуждение электронов, ионизацию, но и смещение атомов данного вещества из их нормальных положений. Зто относится как к электромагнитному излучению (видимому свету, ультрафиолетовым и рентгеновским лучам, 7-излучению), так и к потокам частиц (электронов, ионов, например, протонов или а-частиц и др.). При этом энергия излучения трансформируется частично в тепловую, вибрационную энергию твердого вещества, которая передается соприкасающимся с ним веществам, а частично в электромагнитное излучение сниженной частоты по сравнению с частотой поглощенной лучистой энергии. Местные изменения структуры твердого вещества, возникающие при его взаимодействии с излучением высоких энергий, принято называть радиационными дефектами. Радиационные дефекты, равномерно распределенные по всему сечению луча, проникающего в твердое вещество, создаются фотонами, электронами, а-частицами и т. д. [c.121]

Все электронные переходы, в том числе и переходы на локальные уровни типа 5 и 3—4 сопровождаются электронно-фонон-ным взаимодействием, в результате которого часть электронной энергии превращается в вибрационную энергию, т. е. в теплоту, нагревающую твердое тело выше первоначальной температуры, а часть излучается в виде квантов сниженной частоты, по сравнению с частотой поглощаемого излучения Поэтому, когда ширина запрещенной зоны не слишком сильно превосходит 3,1 эВ, т. е. энергию фотонов самого коротковолнового видимого света, полоса электромагнитного излучения данного вещества может находиться в области спектра видимого излучения. При более значительной ширине запрещенной зоны может иметь место испускание только ультрафиолетового излучения. [c.122]

Это затрудняет проведение качественного анализа на основании молекулярных спектров (за исключением ИК-спектров), поэтому спектрофотометрический метод обычно используют как метод количественного анализа. В отличие от других оптических методов (эмиссионная спектроскопия, люминесценция и др.), в которых измеряют интенсивность излучения предварительно возбужденной системы, спектрофотометрический метод анализа основан на избирательном поглощении однородной нерассеивающей системой электромагнитных излучений различных участков спектра. Если имеют дело с однородными средами, например растворами соединений, то количество поглощенной энергии будет пропорционально концентрации поглощаемого вещества в растворе. Если среда неоднородна, то при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом помимо поглощения будет происходить также его рассеяние. На этом явлении основаны такие методы количественного анализа, как нефелометрия и турбидиметрия, которые здесь не рассматриваются. [c.45]

Основные законы поглощения света. Для оптических спектров (электронных, колебательных и вращательных) соблюдаются общие законы поглощения электромагнитного излучения. Они определяют связь между величиной поглощения и количеством поглощающего вещества. [c.124]

Все методы оптической и радиоспектроскопии основаны на изучении поглощения электромагнитного излучения веществом. Вследствие этого каждый спектральный метод характеризуется соответствующей областью спектра электромагнитного излучения. Кроме того, каждый метод связан с определенными превращениями в структуре вещества при поглощении соответствующей энергии электромагнитного излучения. Так, ядерная гамма-резонансная спектроскопия (ЯГР — эффект Мессбаузра) основана на резонансном рассеянии гамма-излучения ядрами. Методы ЯМР и ЭПР основаны на поглощении электромагнитного излучения при изменении ориентации соответственно ядерного и электронного спина. Методы инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопии основаны на изменении колебательных движений ядер и электронных состояний молекул при поглощении электромагнитного излучения. [c.21]

Рассеяние электромагнитного излучения веществом представляет собой важную часть общей классической теории электромагнетизма. Одна сторона этой проблемы, а именно рассеяние рентгеновских лучей//ло/зжЗоченньшгг твердыми телами, была уже рассмотрена в разделах 3 и 4. Настоящая глава посвящена другой стороне проблемы рассеянию света газами и жидкими растворами. Существенным обстоятельством является то, что интересующие нас рассеивающие частицы располагаются относительно друг друга случайным образом, так что каждая из них представляет собой независимый источник рассеянного излучения. [c.318]

Этot метод, основанный на квантовом эффекте резонансного поглощения электромагнитного излучения веществом, находит широкое применение в исследованиях молекулярной структуры жидкой воды. Однако при использовании этого метода возникают принципиальные трудности. Пе зная детально структуру воды и, тем более, характеристику водной системы, затруднительно использовать метод теоретического моделирования. Размытость колебательных полос жидкой воды мешает получению большинства спектральных характеристик. Сильное поглощение во всей области основных колебаний заставляет работать со слоями жидкости микронной [c.34]

Электромагнитное излучение как вы знаете из предыдущей главы, состоит из фотонов с определенной частотой и энергией. Чем выше частота, тем больше энергия фотэна. Энергия же фотона определяет действие излучения на вещество. [c.397]

Но вот произошло открытие рентгеновских лучей и радиоактивности. В 1895 г. Вильгельм Рентген (1845-1923) проводил опыты с сильно ваку-умированными круксовыми трубками (см. рис. 1-11), что позволяло катодным лучам соударяться с анодом без препятствий, создаваемых молекулами газа. Рентген обнаружил, что при этих условиях анод испускает новое излучение, обладающее большой проникающей способностью. Это излучение, названное им х-лучами (впоследствии его стали также называть рентгеновскими лучами), легко проходит через бумагу, дерево и мышечные ткани, но поглощается более тяжелыми веществами, например костными тканями и металлами. Рентген обнаружил, что х-лучи не отклоняются в электрическом и магнитном полях и, следовательно, не являются пучками заряженных частиц. Другие ученые предположили, что эти лучи могут представлять собой электромагнитное излучение, подобное свету, но с меньшей длиной волны. Немецкий физик Макс фон Лауэ доказал эту гипотезу спустя 18 лет, когда ему удалось наблюдать дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах. [c.329]

В 1900 г. Виллард нашел третью компоненту излучения, испускаемого радиоактивными веществами, так называемые улучи. Эти лучи испускаются атомными ядрами в результате естествейных или искусственных превращений или вследствие торможения заряженных частиц, аннигиляции пар частиц и распадов частиц. ДлинЬ волн у-лучей большинства ядер, лежит в пределах от 0,0001 до 0,1 нм. у-Лучис энергией до 100 кэВ (мягкие у-лучи) ничем кроме своего ядерного происхождения не отличаются от характеристических рентгеновских лучей. Поэтому часто термин "ii-лучи применяют для обозначения электромагнитного излучения любой природы, если его энергия больше 100 кэВ. Фотоны, возт кающие в процессах аннигиляции и распадов, называют v-квантами. [c.102]

На этом явлении и основан метод ЭПР при постоянной частоте электромагнитного излучения и медленном изменении внешнего магнитного поля регистрируется изменение поглощаемой в образце мощности. В применяемых спектрометрах ЭПР автоматически регистрируется интенсивность поглощения или ее производная как функция напряженности статического магнитного поля. Обычно в спектрометрах ЭПР при напряженности Я = 3200Э (1Э (эрстед) = [1000/4п]А/м) явление резонанса наблюдается при частоте излучения ч 9000 мГц (>. = 3 см), т. е. в радиочастотной области (радиоспектроскопия). По интенсивности полосы в спектре ЭПР можно судить о концентрации частиц с неспаренными спинами электронов в веществе. [c.148]

Оптические методы исследования позволяют получать значительный объем информации о структуре молекул растворенного вещества, характере и величине связи их с молекулами растворителя. Под оптическими не обязательно понимаются методы, связанные с использованием электромагнитных волн видимого диапазона (400—700 нм). При взаимодействии электромагнитных волн с веществом в общем случае возможны процессы отражения, поглощения и пропускания. Анализ параметров электромагнитного излучения (интенсивность, степень поляризации, индикатриса рассеяния), провзаимодействовавшего с молекулами растворителя и растворенных веществ, позволяет судить о характере сольватации их молекулами растворителя, средней скорости обмена этих молекул в координационной сфере и т. д. [c.53]

Исследовано влияние СВЧ-излучения на промышленные оксидные (К- 6у, К-24и, ИМ-2204) и металлические (Рс1 и N1) катализаторы. Предложен дополнительный критерий подбора катализаторов для проведения эндотермических реакций, базирующийся на степени трансформации электромагнитной энергии веществом катализатора в тепловую. Исследовано явления электромагнитной разработки катализатора, заключающейся в циютчном воздействии СВЧ-излучения. [c.5]

Как показали эксперименты, с ростом мощности, воздействующего на исследуемое вещество, например, катализатор электромагнитного излучения, снижается содержание СгО, что связано с ростом температуры образца и увеличением скорости реакций восстановления шестивалентного оксида хрома (табл. 5). Сравнительные характеристики известных методов обезвреживания СгОт (VI) и заявляемого способа обезвреживания приведены в таблице 5. Согласно методу приведенному в первой графе таблицы 5, извлечение СгОз из катшшзатора ИМ-2201 требует большого расхода оборотной воды, в системе не обеспечивается полного извлечения. По методу приведенному во второй графе таблицы содержание СгОз на катализаторе меньше 0,04% (масс.) достичь не удается, что видимо, связано с трудностью извлечения СгОз из объема гранул и равновесным распределением СгОз между поверхностью твердых частиц и раствором. По третьему методу шестивалентный. хром извлекается не эффективно. Четвертый метод (прототип) требует больших энергозатрат. Осуществление этих методов обезвреживания катализатора извлечением из него шестивалентного хрома сопровождается образованием в значительных количествах отходов (сточных вод имеющих в своем составе частицы катализатора, кислоты, продукты сгорания топлива), оказывающих в свою очередь вредное воздействие на окружающую среду. [c.25]

Тепловым, или температурным называют электромагнитное излучение нагретых тел. Лучистая энергия испускается и поглощается телами не непрерывно, а отдельными дискретными порциями - квантами энергии с определенной частотой излучения. Явление поглощения связано с возникновением более энергет№(ных возбужденных состояний молекул или атомов, а изл /чения - с переходами в менее эиергет гнтое состояние. Частоты, на которых происходит поглощение и излучение тел, являются характеристическими для рассматриваемого вещества, не зависят от температуры, давления и т.д. и изменяются лишь при изменении химического строения вещества. [c.9]

Методы анализа, основанные на поглощении электромагнитного излучения анализируемыми веществами, представляют обширную группу абсорбционных оптических методов, полу-чивши.х широкое распространение как на промышленных предприятиях, так и в научно-исследовательских лабораториях. При поглощении света атомы и молекулы поглощающих веществ переходят Б новое возбужденное состояние. В зависимости от видг< поглощающих частиц и способа трансформирования поглощенной энергии различают [c.176]

Мерой энергии электромагнитного излучения может служить также количество вещества, образовавшееся в результате фотохимической реакции. Именно на использовании фотохимического процесса основана фотографическая фотометрия. Количество поглощенного излучения оценивается количеством восстановленного серебра в фотослое. Однако непосредственно измеряют не количество восстановленного серебра, а почернение, равное логарифму отношения интенсивностей излучения, прошедшего через неосвещавшийся и освещавшийся участки фотослоя. Так же, как и фотоэлементы, применяемые фотоматериалы (фотопластинки, фотопленки) имеют различную спектральную чувствительность. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология