Переходы между уровнями энергии. Примеры

Было высказано предположение 131], что в реакциях между незаряженными молекулами наблюдаемые критические инкременты Еа) неточны в том смысле, что они занижены по сравнению с их обычным значением по какому-то неизвестному механизму . Такое понижение могло бы иметь место, если бы перенос энергии от трансляционных к колебательным степеням свободы и обратно был затруднен, причем это затруднение сложным образом зависело от температуры. Почему это затруднение возникает только при реакциях между исходными растворенными веществами (в недиссоциированной форме), а не заряженными частицами, остается неясным. Положенный в основу этого предположения принцип можно проиллюстрировать на примере процессов переноса энергии в газообразном аммиаке. Мы отмечали ранее, что активация молекулы достаточно сложной структуры может осуществляться путем непосредственного накопления энергии на одной из колебательных мод, соответствующей самой низкой частоте колебания, с последующим быстрым перераспределением энергии по другим модам [7]. Нижняя колебательная частота молекулы аммиака равна 950 см . Ранее было показано, что вероятность перехода на первый колебательный уровень при столкновении определяется уравнением (14.132) [c.456]

Поэтому если рассматривают переход из заполненной зоны в зону проводимости и можно пренебречь электронами, переходящими с локальных уровней, то при ТфО уровень Ферми расположится примерно посередине между свободной и заполненной зонами. С другой стороны, если основная часть электронов в зоне проводимости возникает в результате переходов электронов с локальных уровней, уровень Ферми расположится в середине интервала, разделяющего локальный уровень и дно зоны проводимости, как это показано на рис. 30. Такие локальные уровни, которые при Г=О заполнены электронами, а при 7 >0 служат источниками электронов для зоны проводимости, называются донорными уровнями. Примерами донорных уровней могут служить центры или примесные атомы, отдающие электроны с небольшой затратой энергии. [c.139]

Атомные ядра, подобно атомам и молекулам, являются типичными примерами квантовых микросистем, и потому были все основания ожидать, что и для гамма-лучей, испускаемых или поглощаемых при переходах между энергетическими уровнями ядер, будет наблюдаться резонансная флуоресценция. Однако, несмотря на то, что поиски резонансной гамма-флуоресценции начались еще в 1929 г. [40], более двадцати лет они были безуспешными. В дальнейшем же, вплоть до открытия эффекта Мёссбауэра в 1958 г. [17—19], это явление удалось наблюдать лишь в весьма специфических условиях (о которых будет сказано ниже), и потому его наблюдения не получили особенно широкого распространения. В чем же состоит основное различие в условиях наблюдения атомной (оптической) и ядерной (гамма) резонансной флуоресценции. Для ответа на этот вопрос надо прежде всего вспомнить, что всякий возбужденный уровень характеризуется не только величиной резонансной энергии возбуждения Ер, но и своей естественной шириной Г. Эта ширина, связанная со средней продолжительностью жизни возбужденного состояния т соотношением неопределенности Гг = % = = 1,05-10 эрг-сек, определяет необходимую точность настройки для попадания в резонанс. Если возбужденное состояние может распадаться несколькими различными способами (первым, вторым, [c.8]

Уровень развития люминесцентного метода анализа на сегодняшний день характеризуется наличием >20 широко распространенных люминесцентных реактивов на А1, М , Оа, 2п, С(1, Ое, Са, Зит. д., имеющих предел обнаружения 0,001—0,0001 мкг в 1 мл [4]. Минимальные пределы обнаружения по сравнению с любыми другими методами достигнуты при люминесцентном определении редкоземельных элементов (РЗЭ) как в варианте использования кристаллофосфоров, так и комплексных соединений с передачей энергии возбуждения на РЗЭ [5—7]. Это связано с наличием структурных спектров люминесценции, соответствующих переходам между уровнями 4f-oбoлoчки иона РЗЭ. В качестве примера укажем, что с применением 1,10-фенантролина и теноилтрифторацетона предел обнаружения 5т и Ей составляет 0,0005 и 0,00004 л/сг в 1 мл раствора [8]. [c.228]

Рассмотрим сначала круговые энергетические уровни атомов (см. рис. 2.3). Вертикальные линии на этом рисунке изображают допустимые переходы электронов между уровнями. В нормальном, невозбужденном атоме электроны занимают все возможные состояния, начиная с нижнего (1з) уровня и выше в соответствии с законами квантовой механики. Натрий, например, имеет 11 электронов, обозначаемых 15 ,. 25 , 2р , Зх. Электрон Зх удерживается слабее всех и поэтому может быть легко переведен с уровня 35 на более высокий уровень Зр. Это является примером электронного возбуждения и может быть выполнено несколькими способами. Возбужденный электрон стремится вернуться в исходное состояние — на уровень 35. При таком переходе он испускает квант излучения (фотоп). Этот фотон обладает вполне определенным количеством энергии, зависящим от расстояния между энергетическими уровнями. В рассматриваемом примере это будет желтый с вет характерный для пламени лампы, содержащей натрий в парообразном [c.14]

Спектроскопический метод изучения процессов обмена энергии при столкновениях молекул. С точки зрения экспериментального изучения процессов обмена поступательной и вращательной (а также и колебательной) энергии значительный интерес представляет метод, основанный на изучении спектров испускания молекул при наличии столкновений с посторонними молекулами. При этом особенно удобен оптический метод возбуждения спектров (флуоресценция). Так, при достаточно низких давлениях, когда среднее время между последовательными соударениями молекул значительно превосходит среднюю продолжительность жизни возбуждеиггой молекулы (а также при достаточно низкой температуре), путем оптического возбуждения можио получить молекулы, находящиеся на определенном колебательном V ) и вращательном ] ) уровнях, вследствие чего при отсутствии столкновений в спектре флуоресценции будут наблюдаться лииии, соответствующие переходам, имеющим эти возбужденные уровни (и и ] ) в качестве начального. Примером такого спектра, называемого резонансным, может служить спектр флуоресценции паров иода, представленный на рис. 73 [1320] (верхний спектр). Этот спектр, полученный при возбуждении молекул Ь зеленой линией ртути Я 5460,6 А, представляет собой продольную деландрову серию, отвечающую переходам с первоначально возбуждешюго колебательного уровня у = 26 на уровни основного состояния молекулы о=1, 2, 3, 4, 5,... Каждая полоса в этой серии состоит всего только из двух линий (дублет), отвечающих переходам I = 34 (первоначально возбужденный вращательный уровень)—>7=/ 1 (35 и 33). [c.305]

Но кванты электромагнитного излучения возникают не только при переходе электронов на дискретные атомные уровни, но и при торможении электронов. Пример такого излучения торможения мы имеем при генерации белого рентгеновского излучения при ударе электронов об антикатод рентгеновской трубки. Это торможение можно уподобить переходу электрона с одного недискретного (свободного) энергетического уровня на другой, также недискретный (свободный) уровень. Электрон, движущийся в хаосе микрополей плазмы, не может не попадать на отдельных участках своего пути в тормозящее поле. Торможение вызовет и неизбежное излучение. Значение разности энергий обоих свободных уровней, между которыми происходит переход электрона, а следовательно, и энергия излучаемого кванта могут быть любыми. Спектр излучения может простираться сколь угодно далеко в сторону как длинных, так и коротких волн. [c.385]

Флуоресценция — это короткоживущее испускание возбужденной молекулой поглощенного излучения при большей длине волны, чем поглощение, причем часть или вся избыточная колебательная энергия молекулы предварительно теряется ею вследствие столкновений. Подобные столкновения могут привести также к потере электронной энергии, вызывая внутреннюю конверсию на сильно колеблющийся уровень основного электронного состояния с дальнейшей быстрой потерей избытка колебательной энергии при последующих столкновениях. Простые атомы и молекулы легко подвержены тушению этого рода и редко дают флуоресценцию, за исключением случая газовой фазы, находящейся под давлением, не превышающим 10 мм рт. ст. (среднее время между столкновениями примерно 10- сек). Однако некоторые типы сложных молекул исключительно устойчивы по отношению к дезактивации при соударениях и сохраняют свою способность флуоресцировать даже в растворенном виде или в твердом теле, когда соударения значительно более часты, чем в газовой фазе. По-видимому, электронные орбитали, участвующие в переходе, хорошо защищены от внешних воздействий. Это имеет место для ионов переходных металлов, таких, как Сг в рубине. Другими примерами могут служить трехвалентные ионы Ей, ТЬ, 6у и 5гп, флуоресцирующие в кристаллах и растворах. В этих атомах оптический переход происходит в пределах внутренних й- или /-оболо-чек, которые надежно защищены от внешних возмущений окружающими их сферическими 5-оболочками [3]. [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология