Длины волн и энергия различных видов излучения

Рис. 159. Длины волн и энергии различных видов электромагнитного излучения

Третья труппа. — оптические методы анализа, связанные с воздействием на вещество электромагнитного излучения различной длины волны X. Вещество может поглощать часть попадающей на него энергии (абсорбционные методы), рассеивать ее или возбуждаться под действием энергии и испускать излучение, вид и интенсивность которого зависят от природы анализируемого вещества и концентрации его компонентов (эмиссионная спектроскопия, атомно-флуоресцентный анализ и др.). [c.11]

Длины волн и энергия различных видов излучения [c.518]

Однако концепция волновой природы света не позволяет интерпретировать некоторые явления, такие, как, например, фотоэлектричество если металлическую поверхность подвергнуть действию света с достаточно малой длиной волны (X ниже некоторой предельной величины 01 называемой границей фотоэффекта), то металл начинает испускать электроны. Изучение этого явления показывает, что кинетическая энергия электронов, вырываемых из металлической пластинки, не зависит от интенсивности света, а зависит только от его частоты. Граница фотоэффекта соответствует минимальной частоте света Vo (или максимальной длине волны Х , которая освобождает не обладающие кинетической энергией электроны. Эта граница различна для разных металлов, поскольку она зависит от легкости, с которой электроны могут быть вырваны с поверхности металла. Если частота света выше Vo (или длина волны ниже о)> то электроны, вырванные из металлической пластинки, обладают некоторой кинетической энергией. Однако, согласно классической теории электромагнитных излучений, эта кинетическая энергия должна зависеть от интенсивности света, что находится в противоречии с экспериментальными результатами. В 1900 г. Планк, а затем в 1905 г. Эйнштейн ввели новые понятия, позволяющие, в частности, объяснить и это явление они стали на точку зрения дискретной, т. е. корпускулярной, природы света. Монохроматическое световое излучение проявляется в виде частиц света, названных фотонами. Эти частицы света соответствуют импульсам энергии — квантам. [c.21]

Длины волн, соответствующие различным видам электромагнитного излучения, показаны на рис. 133, там же приведены энергии квантов (в расчете на моль), отвечающие различным длинам волн. [c.290]

Длины волн и энергия различных видов излучения..........528 [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]

По формуле (1.4) можно подсчитать энергию фотонов для различного вида излучений. Так, для инфракрасных лучей с длиной волны Я=10 мк энергия дж, для видимого излучения [c.12]

Световой луч является потоком энергии. Эта энергия не распределена в пространстве непрерывно, а существует в виде отдельных порций — фотонов. У лучей с различной длиной волны энергия фотона различна, она обратно пропорциональна длине волны, иначе говоря прямо пропорциональна частоте излучения. Если обратиться к солнечному спектру, то очевидно, что наибольшей энергией обладают фотоны ультрафиолетовых лучей. [c.32]

Земля находится под воздействием постоянного потока энергии от Солнца и всей остальной Вселенной. Эта энергия поступает в виде электромагнитных излучений, которые одновременно обладают свойствами как волн, так и частиц, называемых фотонами. Все такие излучения распространяются со скоростью света (300 000 км/с), но имеют разные длины волн, что показано на рис. 17.1. Излучения с короткими волнами (и соответственно высокими частотами) имеют высокие энергии, которые губительны для жизни, так как они разрывают молекулярные связи к счастью, такие излучения поглощаются в атмосфере защитным слоем озона, иначе жизнь в том виде, какой мы ее знаем, не могла бы существовать. Излучения с длинными волнами имеют очень низкую энергию, и рецепторы для них известны лишь у немногих живых организмов. Однако имеется узкая полоса длин волн, энергия которых не слишком велика и не слишком мала это то, что мы называем светом. Если учесть критическую роль, которую свет играет в поддержании жизни на нашей планете, не удивительно, что у растений и животных выработались специальные механизмы, чтобы воспринимать его и использовать соответствующие сигналы для управления различными физиологическими процессами или поведенческими актами. [c.419]

В соответствии с изложенным выше различают три вида молекулярных спектров — спектры электронных переходов, колебательные (вибрационные) спектры и вращательные (ротационные) спектры. На рис. 159 (приложение 2) указаны энергии и длины волн излучения, соответствующие различным изменениям в состоянии молекул. [c.130]

Для качественного рентгенофлуоресцентного анализа важно, чтобы энергия полихроматического излучения (излучения различных длин волн) рентгеновской трубки была равна или превышала энергию, необходимую для выбивания /(-электронов элементов, входящих в состав анализируемой пробы. В этом случае спектр вторичного рентгеновского излучения содержит характеристические рентгеновские линии, длина волны которых соответствует приведенным в таблице данным. Избыточная энергия первичного излучения трубки (сверх необходимой для удаления /(-электронов) высвобождается в виде кинетической энергии фотоэлектрона. [c.781]

После фотоэлектронного поглощения атом находится в высоковозбужденном состоянии. Вакансия, созданная фотоэлектронным поглощением, будет заполнена электроном с более высоколежащей оболочки. Разность энергии между этими двумя уровнями, например, вакансией в К-оболочке и вакансией в Ьз-оболочке, испускается в виде рентгеновского фотона. Это рентгеновское излучение называют характеристическим , потому что его энергия (или длина волны) различны для каждого элемента, так как всякий элемент имеет свой собственный уровень энергии. [c.64]

Один из наиболее прямых методов изучения того, каким образом наши глаза дают нам возможность воспринимать цвет, состоит в сложении световых потоков или, более точно, в сложении цветовых стимулов. Сначала направим световой пучок (например, от лампы накаливания) так, чтобы он создавал освещенный участок на белом экране. Энергия излучения отражается от этого участка и преломляется частицами пигмента, окрашивающего экран. Отраженная энергия имеет такое пространственное распределение, что наблюдатель может видеть освещенный участок одинаково хорошо из многих различных положений относительно экрана. В любом из этих положений лишь малая доля отраженного потока излучения попадает в глаз и становится цветовым стимулом. Поскольку частицы белого пигмента действуют на энергию излучения какой-либо одной длины волны видимого спектра примерно [c.60]

Приемники инфракрасного излучения. Все тела при температуре выше 0° К излучают энергию в виде электромагнитных волн. Тела излучают сложный спектр, который подразделяется на различные области в зависимости от длины волн. В диапазоне от 0,72 до 1000 мкм находится область инфракрасного излучения, которое [c.259]

Под тепловым излучением понимают процесс распространения электромагнитных колебаний с различными длинами волн. Все тела способны излучать энергию в виде электромагнитных волн, которая поглощается другими телами, имеюш гми более низкую температуру, и превращается в тепло. Длина волн теплового излучения лежит в инфракрасной невидимой глазом части спектра электромагнитных колебаний от 0,8 до 40 мк и является продолжением видимой ее части. Видимые волны электромагнитного излучения имеют длины в пределах 0,4- 0,8 мк. [c.117]

Рассмотрев в самом общем виде соотношение скоростей различных процессов в молекуле, можно сделать вывод, что форма спектра флуоресценции не зависит от длины волны возбуждающего света (правило Каша). При комнатной температуре поглощение происходит в основном с нижнего (нулевого) колебательного уровня основного состояния, а излучение с нижнего (нулевого) колебательного уровня первого возбужденного состояния. Поэтому только один 0—0-переход имеет одну и ту же энергию и в поглощении и в испускании, а остальные электронноколебательные переходы в спектре поглощения имеют большую энергию, чем переходы в спектре флуоресценции. Спектр флуоресценции в целом, и его максимум всегда сдвинуты в область больших длин волн (меньших [c.300]

У многоатомных молекул возможно большое число различных видов колебаний, причем общее число их равно 3/г—6, где п представляет собой число атомов. Кроме того, различным типам связей в молекуле соответствует большое число различных значений энергий диссоциации и, следовательно, возможны различные виды диссоциации в зависимости от длины волны используемого излучения. Истинное непрерывное поглощение не может наблюдаться при волнах более длинных, чем волна, соответствующая наименьшей энергии, требуемой для осуществления любого вида диссоциации. [c.222]

Для определения микроструктуры, размеров, формы частиц и концентрации загрязнений могут быть использованы оптические свойства нефтепродуктов. Проходя через нефтепродукты, являющиеся дисперсными системами, свет поглощается, отражается и рассеивается частицами загрязнений. Энергия, поглощаемая нефтепродуктами, преобразуется в другие виды энергии — комбинационное рассеяние, инфракрасное и тепловое излучение и т. п. Отражение света поверхностью частиц происходит по законам геометрической оптики, если размеры частиц превышают длину волны. Явление рассеяния сводится к взаимодействию падающей электромагнитной энергии с электронами рассеивающего вещества. В зависимости от ориентации центров рассеяния, их размеров и концентрации характер рассеяния может быть различным. [c.19]

Обычно плотность энергии бегущей волны очень мала. Однако в виде стоячих волн может быть сконцентрирована значительная акустическая энергия. Акустический резонанс легко наблюдать, так как звуковые волны имеют длины от нескольких сантиметров до нескольких метров. Для микроволнового электромагнитного излучения длины волн также обычно около нескольких сантиметров. Поэтому микроволновые резонаторы должны иметь удобные размеры. Как и при акустическом резонансе, форма резонатора может быть произвольной. Но в отличие от акустики следует учитывать наличие как электрического, так и магнитного полей (Ei и Hi). Положения максимумов Ei и Hi различны их относительная локализация зависит от типа колебаний (моды). В ЭПР нужно применять моды, которые [c.34]

Теплоприток от солнечной радиации. Источником рассматриваемой лучистой энергии является солнце, имеющее на поверхности фотосферы температуру порядка 6000 °С. Солнечная энергия распространяется в виде лучей различной длины 0,02—5,0 мк, причем длинноволновую часть спектра представляет инфракрасное или тепловое излучение с длиной волны 0,75—5,0 мк. [c.157]

Таким образом, указанные виды излучения несут суш,ественно различные порции энергии, и следует ожидать, что они отличаются друг от друга механизмом поглощения или испускания их веществом (см. шестой столбец табл. 1). В табл. 1 использован еще один способ вырал<ения частоты — волновое число V, или число волн на единицу длины. От волновых чисел очень просто переходить к длинам волн (обратная величина), и в этом заключается преимущество данного способа выражения частоты перед числом колебаний в секунду. Если V выражено в см то вместо уравнения (2) можно записать [c.13]

Полная сводка видов электромагнитных колебаний, различающихся по длине волны и, следовательно, по характерным для них величинам переносимой энергии, представлена в табл. И.1—1. Границы между отдельными областями несколько условны как видим, они определяются либо различием в способах получения, либо в способах детектирования. Но по существу непрерывный спектр электромагнитных колебаний делится на отдельные области вследствие различий в процессах, обусловливающих их генерацию или поглощение, и эти различия выражаются соответствующими значениями энергий. Характеристическая температура, указанная для некоторых участков спектра, представляет собой ту температуру, при которой средняя тепловая энергия атомов в одноатомном газе (ЙТ) примерно равна данному кванту энергии (Нх). Область атомно-молекулярного излучения, состоящая из инфракрасного, видимого и ультрафиолетового участков спектра, называют оптической областью в широком смысле слова. Это объединение основано не только на общности их происхождения, но и на сходстве используемой при работе с ними аппаратуры, состоящей из различных зеркал, линз для фокусировки и призм и решеток для спектроскопии. [c.187]

Теплоприток от солнечной радиации. Источником рассматриваемой лучистой энергии является солнце, имеющее на поверхности фотосферы температуру 6000° С. Солнечная энергия распространяется в виде лучей различной длины от 0,02 до 5,0 мкм, причем длинноволновую часть спектра представляет инфракрасное или тепловое излучение с длиной волны от 0,75 до 5,0 мкм. Спектральный состав и интенсивность солнечной радиации за пределами земной атмосферы оказываются неизменными, что позволяет характеризовать интенсивность солнечного излучения величиной так называемой солнечной постоянной Jo, под которой понимают секундное количество теплоты (Вт), получаемое 1 м поверхности, перпендикулярной к солнечным лучам, на границе земной атмосферы. По актинометрическим измерениям Jo = 1350 Вт/м . [c.128]

Возможность применения метода дифракции медленных электронов (ДМЭ) для изучения поверхностных явлений связана с малой проникающей способностью электронов при энергиях от нескольких электронвольт до сотен электронвольт и с тем фактом, что длина электронной волны (150/В) /2 оказалась подходящей для дифракции на кристаллических решетках твердых веществ. Показано, что для электронов с энергиями не выше 250—300 эВ заметный вклад в образование дифракционной картины вносят только два и.ти три верхних слоя атомов поверхности, причем основной вклад приходится на первый монослой. Из-за малой проникающей способности электронов дифракционная картина по многим характеристикам больше похожа на картину дифракции света от двумерной решетки, чем на дифракцию рентгеновских лучей от трехмерной решетки криста.тлов. Чтобы оценить эти различия, целесообразно сравнить дифракционные картины рентгеновских лучей и ДМЭ. Для получения лауэграмм используют узкий пучок белого рентгеновского излучения, перпендикулярно падающий на монокристалл. От непрозрачного кристалла и рентгеновские лучи и медленные электроны отражаются и появляются с той же стороны криста.тла, откуда падает исходный пучок. Серии брэгговских отражений от разных рядов плоскостей в кристалле образуют дифракционную картину. Эти отражения можно получить в виде маленьких точек на фотопленке, помещенной на расстоянии неско.тьких сантиметров от кристалла нернендикулярно падающему лучу. Каждая точка соответствует брэгговскому отражению от одного ряда атомных плоскостей при одной д.тине во.тны. При несколько отличной длине волны эти плоскости не дадут отражения. Разные наборы плоскостей удовлетворяют уравнению Брэгга при различных длинах волн. Именно поэтому падающий пучок должен состоять из волн разной длины и представлять белое излучение. При применении ДМЭ благодаря преобладающему эффекту двумерной решетки [c.263]

В нашем распоряжении (находится огромный источник энергии в виде солнечного излучения, и сейчас делаются попытки найти способы эффективного его использова(ния. Например, в настоящее время в различных исследовательских центрах изучается возможность использовать эту энергию для обопрева домов. Данный раздел книги посвящен краткому рассмотрению вопросов, касающихся солнечного излучения. Излучение Солнца подобно излучению абсолютно черного круглого диска с тем(перату-рой, равной 6 000° С. Лучи, идущие от какой-либо точки на Земле к двум противоположным точкам на окружности Солнца, образуют угол, равный 32 мин, или 0,00931 рад. Вследствие высокой тем(пературы максимальная интенсивность излучения обнаружена при длине волны 0,5 мк. Приблизительно половина излучения имеет место в видимом интервале, а остальная часть — в инфракрасном интервале приблизительно вплоть до 3 мк. Ча(сть солнечного излучения, направленного к Земле, поглощается, отражается или преломляется атмосферой, а остальная часть достигает поверхности Земли. В среднем ежегодно Землей поглощается приблизительно 43% излучения, идущего от Солнца (27% непосредственно и 16% в виде рассеянного солнечного излучения) 42% отражается или преломляется обратно в пространство от облаков воздуха и отражается от поверхности Земли 15% поглощается атмосферой. [c.527]

Считалось, что электроны удерживаются на соответствующих орбитах за счет электростатических сил притяжения с ядром и поэтому не разлетаются в пространство. Однако, по представлениям классической физики, всякое вращающееся заряженное тело должно излучать энергию в виде. электромагнитных волн. Но это привело бы, во-первых, к остановг" вращения и падению электронов на ядро атома. Во-в рых, вследствие постепенного изменения скорости вращения электронов электромагнитное излучение атома должно состоять из непрерывного ряда лучей различной длины волны. Иными словами, спектр атома должен быть сплошным, т. е. состоящим из линий всевозможных длин волн. На самом же деле спектр атомов оказался состоящим из ряда отдельных линий. Еще в 1900 г. М. Планк высказал предположение, что законы, справедливые для описания явлений в обычном для нас макромире, непригодны для мира атома. Согласно его теории, энергия в атоме излучается не непрерывно, а определенными порциями, или квантами . Поэтому его теория стала называться квантовой теорией. [c.16]

Для измерения pH, рСОг и рОг при помощи электродов различных типов [16, 17] разработан ряд методик [18, 19, 20, 121]. Особенно большое значение в этом случае имеет метод отбора и хранения проб, поскольку парциальное давление кислорода и диоксида углерода в пробах цельной крови и плазмы, если не принять специальных мер предосторожности, сравняется с их парциальным давлением в воздухе. Кроме того, так как показания электродов зависят от правильности их градуировки и эксплуатации, их следует периодически (через каждые несколько часов) проверять, используя градуировочную смесь газов соответствующей концентрации. При помощи специальной компьютерной системы операцию градуировки можно автоматизировать. Физиологические жидкости удобно анализировать методом атомно-абсорбционной [22] и эмиссионной спектроскопии [23]. После соответствующей предварительной обработки исследуемый образец вводят в виде раствора в пламя, где происходит его атомизация. В эмиссионном спектральном анализе энергия пламени используется для возбуждения атомов. В результате перехода из возбужденного состояния в основное они испускают излучение с характеристическими длинами волн, интенсивность которого пропорциональна концентрации определяемых атомов в пламени. В атомно-абсорбционном анализе через атомный пар пробы пропускают излучение и регистрируют его. При этом интенсивность излучения снижается в соответствии с I) показателем поглощения элемента при той длине волны, при которой проводятся измерения, 2) длиной пути, пройденного излучением в образце, и 3) концентрацией определяемого элемента. Если первые две величины поддерживаются постоянными, то, измерив поглощение, можно установить концентрацию элемента. Эти два метода дополняют друг друга, и в каждом конкретном случае аналитик выбирает тот из них, который в данной ситуации более чувствителен и более точен. Эмиссионный спектральный анализ может быть менее селективен, чем атомно-абсорбцион-ный, и более подвержен спектральным помехам. Одни элементы можно определять и тем и другим методом (А1, Ва, Са), другие лучше анализировать методом атомно-абсорбционной спектроскопии (например, Ве, В1, Ли, 2п), третьи же целесообразнее определять атомно-эмиссионным методом (и, Ки, N. ТЬ и т. д.). [c.29]

Атом водорода. Хотя вопрос о структуре простейшего атома — атома водорода — и казался разрешенным предложенной в 1911 г. планетарной моделью, однако в самой этой модели таились внутренние противоречия. Действительно, по представлениям классической электродинамики, вращающийся вокруг ядра электрон должен непрерывно излучать энергию в виде электромагнитных волн. Отсюда вытекают два важных следствия. I) Из-за постоянного излучения энергии радиус орбиты электрона должен псследооателько уменьшаться в конце концов электрон должен упасть на ядро, что привело бы к уничтожению атома, как такового. 2) Вследствие постепенного изменения скорости вращения электрона электромагнитное излучение атома должно состоять из непрерывного ряда лучей различных длин волн. Иначе говоря, спектр водорода должен быть с п л о ш и ы. м, т. е. содержать линии, соответствуюш,не в с е в о з м о ж и ы jvi длинам волн. [c.86]

Iоторое сейчас же занимает электрон с оболочки М. испуская -из-тучение. Процесс продолжается до тех пор, пока он не достигнет внеап1ей оболочки, свободное место на которой заполняется с излучением видимого света. Таким образом, атом может испускать одновременно целую серию рентгеновских лучей с различной длиной волны. Непрерывный спектр рентгеновских лучей вызывается другим процессом. Некоторые электроны, падающие на антикатод, пе вызывают ионизации, а то.тько отклоняются, проходя близко к ядру, причем скорость электрона уменьшается от первоначальной скорости V до г р Энергия, теряемая электроном, испускается в виде фотона [c.26]