Поле излучения диполя

Фиг. 6.3. Излучение диполя Герца, рассчитывают, принимая молекулярные осцилляторы за диполи Герца. Электрическое поле Е испускаемой электромагнитной волны в точке Р (фиг. 6.3), расположенной на большом расстоянии ОР = К от диполя с моментом М и с частотой колебаний (О, направлено по касательной к меридиану сферы с центром в точке О и имеет амплитуду

ПОЛЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ДИПОЛЯ [c.93]

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]

Выведем сначала формулу для селения рассеяния. Исходной для нас будет формула, дающая поле, излученное диполем Р, который осциллирует с угловой частотой со и расположен в точке г [c.126]

ПОЛЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ДИПОЛЯ 93 [c.93]

ПОЛЕ ИЗЛУЧЕНИЙ ДИПОЛЯ 95 [c.95]

Когда луч света проходит через жидкость или газ, небольшая его часть рассеивается. Идеальное кристаллическое твердое тело не рассеивает излучение, так как излучение, рассеянное единичным кристаллом, будет исчезать в результате интерференции с излучением, рассеянным другим единичным кристаллом. Механизм рассеяния света включает поляризацию молекул или атомов электрическим полем. При этом электрическое поле излучения индуцирует в атомах или молекулах быстро флуктуирующий диполь. Как говорится в разд. 20.13, флуктуация диполя ведет к испусканию электромагнитных волн в различных направлениях при той же частоте, что и у падающего света, — это рассеянное излучение. Такое рассеяние, называемое рэлеевским, можно рассматривать как упругое рассеяние фотона молекулой. [c.477]

Вычисление переходного диполя для магнитного перехода совсем несложно. Взаимодействие магнитной компоненты электромагнитного поля излучения с ядерным магнитным моментом системы приводит к изменению квантового числа т. Чтобы произошло изменение т, вектор напряженности поля излучения должен быть перпендикулярен направлению г (см. разд. 8.4). Следовательно, если напряженность магнитного поля направлена вдоль оси г, то поле излучения должно быть направлено в плоскости ху. Функциональные свойства х- или у-компоненты дипольного оператора совпадают со свойствами операторов или 1у. Выберем из них 7л и воспользуемся тем, что, согласно выражению (17.15), [c.366]

Механика как ларморовской прецессии, так и взаимодействия спина с полем излучения в спектроскопии ЭПР в точности аналогична механике, описанной в разделе II, А, 1 для метода ЯМР. Попутно отметим, что аналогичные резонансные явления невозможны для электрических диполей, ориентирующихся в электрическом поле под влиянием переменного электрического поля, так как электрический дипольный момент, обусловленный электронами, может принимать в статическом электрическом поле произвольные ориентации. Ясно выраженного поглощения энергии здесь происходить не будет. [c.63]

Допустим, например, что на простую двухатомную дипольную молекулу, имеющую частоту колебаний Vo, падает поток излучения очень близкой частоты. Тогда осциллирующий диполь будет испытывать электростатическое воздействие электромагнитного поля этого излучения. Оно будет сжимать или растягивать диполь в зависимости от относительных направлений, в которых осциллируют поле излучения и сам диполь. Поскольку поле осциллирует при резонансной частоте диполя, взаимодействия между полем и диполем будут увеличивать амплитуду колебаний молекулы. Энергия, необходимая для увеличения [c.724]

Показать, что поле излучения магнитного диполя получается заменой на 8 и — 8 на и подстановкой М вместо Р в (4.35). Показать, таким образом, что для магнитного дипольного излучения [c.96]

На этой стадии рассмотрения целесообразно обсудить смысл Г . Поскольку — сумма всех компонент Лг в единице объема, 0 2 может изменяться, только если. некоторые из магнитных диполей изменят свое спиновое состояние так, чтобы изменилось Мз. В отсутствие внещнего поля излучения это может произойти лишь путем обмена энергией с окружающей средой (решеткой). Такой обмен энергией осуществляется при индуцированных решеткой переходах между спиновыми уровнями системы Т1 — это время, которое характеризует спин-решеточное взаимодействие , поэтому его называют временем спин-решеточной релаксации . [c.210]

Такое приближение имеет и другое преимущество — оно позволяет уподобить излучение кристаллической области излучению диполя Герца (гл. 6, 3). Переходу между начальным 5о и конечным состояниями соответствует дипольный момент перехода (5т М 5о)(М = —2ег ), который можно связать с электрическим полем падающей линейно-поляризованной в направлении е волны [c.218]

В предыдущем разделе мы рассмотрели поле излучения индуцированного диполя. Такие поля важны при исследовании пространственного распределения излучения, рассеянного молекулами, атомами, ионами или другими системами однако при детальном математическом анализе рассеянного излучения, в частности при выводе правил отбора, имеют значения поля и других электрических моментов. Диполь, состоящий из двух электрических зарядов с противоположными знаками на расстоянии d друг от друга, [c.12]

Рис. 1-4. Поле излучения электрического диполя.

В разд. 1-1 мы рассмотрели поле излучения осциллирующих диполей, которые могут быть как постоянными, так и индуцированными. При рассмотрении процессов рассеяния света молекулами, атомами или другими системами индуцированные моменты приобретают особое значение. Согласно Шредингеру, зависящая от времени волновая функция /) электронов некоторой не- [c.22]

Это уравнение справедливо только на расстояниях, значительно превышающих длину волны излучения. Вблизи от диполя становятся существенными другие. электромагнитные эффекты, и, в частности, на расстояниях, малых по сравнению с длиной волны, преобладающим становится электростатическое поле диполя, которое должно быть добавлено к (А-56). Это электростатическое поле изменяется обратно пропорционально кубу расстояния и поэтому сходит на нет гораздо быстрее, чем поле излучения. Далее, его угловая зависимость и направление сильно отличаются от угловой зависимости и направления поля излучения. [c.421]

Согласно предположению 46 (стр. 422), этот осциллирующий магнитный диполь вызывает появление рассеянной волны, у которой магнитное поле копланарно с Ед. Поэтому электрическое поле излучения, обусловленного jiy, параллельно полю излучения, обусловленного т , и фаза совпадает с фазой излучения, обусловленного т . [c.471]

Ядра со спиновым квантовым числом 1 или более -( Н, С1, 2 С1, Со, Вг, Вг и другие) обладают не только магнитным моментом, но также и электрическим квадрупольным моментом (данные о квадрупольных моментах ядер приведены в табл. 175 разд. У1П.Л), который можно представить себе как два равных по величине и противоположно направленных (антипараллельных) электрических диполя. Наличие у ядра электрического квадрупольного момента обусловлено несферическим распределением ядерного заряда. Если ядро находится в однородном электрическом поле, оба диполя испытывают действие одинаковых по величине, но противоположно направленных моментов вращения, и никакого эффекта не наблюдается. Примером этого случая является ядро хлора в хлорид-ионе или серы в молекуле SFe, где не наблюдается сигнал ЯКР, несмотря на то что оба ядра обладают квадрупольным моментом. Если же ядро с квадрупольным моментом находится в неоднородном электрическом поле, как это, например, имеет место в молекулах H I или H2S, то на каждый из двух антипараллельных диполей действуют различные силы, и такое ядро может принимать в электрическом поле 21 т - 1 различных дозволенных ориентаций. Энергетические различия м жду этими ориентациями проявляются в спектре резонансного поглощения радиочастотного излучения в диапазоне 2—350 МГц. Разности энергий этих ориентаций определяются распределением заряда (электронов) в молекуле, и поэтому резонансные частоты переходов в спектрах ЯКР зависят от структуры и конформации молекулы и в этом отношении аналогичны химическим сдвигам в спектрах ЯМР. [c.355]

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]

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]

Поляризуемость двухатомной молекулы (например, Нг) анизотропна электроны, образующие связь, легче смещаются в поле, направленном вдоль молекулы, чем в поперечном. Молекулы, попадая в поле излучения частоты V, оказываются в переменном электрическом поле, и, следовательно, наведенный дипольный момент осциллирует с частотой V. Осциллирующий диполь излучает с частотой падающего излучения, что объясняет природу рэлеевского рассеяния. Если в молекуле одновременно реализуются внутренние движения, оказывающие периодическое влияние на поляризуемость, то диполь будет испытывать дополнительные осцилляции с периодичностью этих движений (vкoл), а это значит, что наряду с возбуждающей частотой V должны появиться компоненты с частотой V Vкoл. Однако следует отметить, что для проявления комбинационного рассеяния молекулярное вращение или колебание должно вызывать изменение какой-либо составляющей поляризуемости молекулы. Поэтому, если молекула имеет низкую симметрию или совсем ее не имеет, не приходится задумываться, какие типы ее колебаний будут активны в комбинационном рассеянии обычно активными считаются все колебания. Все типы колебаний в тетраэдрической молекуле приводят к изменениям и дипольного момента, и поляризуемости следовательно, все они активны как в ИК-, так и в КР-спектрах, что [c.771]

Квантовомеханическое рассмотрение вращательных переходов показывает, что молекула имеет чисто вращательный спектр только в том случае, когда она обладает постоянным дипольным моментом. Это может быть обусловлено тем, что вращающийся диполь индуцирует осциллирующее электрическое поле, которое взаимодействует с осциллирующим электрическим полем излучения. Поскольку гомоядерные двухатомные молекулы, такие, как Hj и N2, не имеют дипольных моментов, они не взаимодействуют с электромагнитным полем и, таким образом, не дают чисто вращательных спектров в отличие от молекул НС1 и H3 I, которые имеют дипольные моменты. Ориентация вектора дипольного момента в молекуле должна быть неизменной при любой операции симметрии этой молекулы, поэтому в каждом из элементов симметрии должен содержаться вектор. Только молекулы, принадлежащие точечным группам С , и С , могут пметь дипольные моменты (разд. 13.10). [c.460]

Спектр комбинационного рассеяния. Когда видимый свет проходит через прозрачную среду, то часть света рассеивается и распространяется беспорядочно по отношению к направлению входящего луча. Это явление, известное как рассеяние, является причиной окраски неба и моря. Если падающий луч монохромати-чен, то большая часть рассеяния, известная под названием рассеяния Релея, состоит из света с неизмененной частотой, однако рассеянный свет содержит также небольшую часть излучения с частотами, отличными от первоначальной. Последний тип рассеяния называется комбинационным рассеянием света и дает информацию о частотах молекулярных колебаний. Механизм рассеяния света следующий. Молекула, оказавшаяся в световом луче, подвержена воздействию переменного электрического поля излучения, которое индуцирует дипольный момент в результате противоположного смещения электронов и ядер. Простейшее представление об индуцированном диполе состоит в том, что его величина пропорциональна интенсивности электрического поля излучения, поэтому [c.47]

В классической электродинамике электрическое дипольное излучение испускается переменными электрическими диполями. При этом напряженность магнитного поля всегда перпендикулярна направлению распространения волны. Напряженность электрического поля вблизи диполя может иметь составляющую и вдоль вектора распространения. Магнитное дипольное излучение испускается перейенными магнитными диполями, т. е. переменными замкнутыми токами. В этом случае напряженность электрического поля всегда перпендикулярна вектору распространения, а напряженность магнитного поля может иметь составляющую вдоль вектора распространения. [c.456]

При колебаниях линейных неполярных молекул, таких, как Ог, N2, Нг, не происходит изменения их электрических моментов, т. е. не осуществляется необходимое условие для существования инфракрасного поглощения. Поэтому такие молекулы не должны иметь вращательноколебательных спектров. Однако обнаружено, что при некоторых условиях эти симметричные Двухатомные молекулы имеют полосы поглощения [33]. Интенсивность поглощения пропорциональна квадрату давления газа. Если газ, поглощающий инфракрасное излучение, смешать с газом, не поглощающим этого излучения, то можно обнаружить, что первый газ обладает индуцированным поглощением, причем интенсивность этого поглощения пропорциональна давлению непоглощающего газа. Очевидно, что это поглощение обусловлено взаимодействием поля излучения и индуцированного диполь-ного момента, возникающего за счет деформации молекул при соударениях. [c.27]

Вопросы стереохимии оптически активных комплексных соединений уже, обсуждались в разд. 2.3.1. В настоящем разделе будет кратко рассмотрена физическая природа этого явления и проанализирована та информация, которую можно получить, исследуя оптическую активность комплексных соединений. Взаимодействие оптически активных изомеров с плоскополяризованным светом обнаруживается по вращению плоскости поляризации пучка света влево или вправо в зависимости от конфигурации изомера. При этом полезно помнить, что свет, т. е. электромагнитное излучение, представляет собой электрическое и магнитное поля, колебания которых перпендикулярны друг другу. В каждый данный момент времени эти поля изображаются соответствующими электрическим и магнитным векторами, перпендикулярными направлению распространения света. В случае поляризованного света электрический вектор колеблется в одной и той же плоскости, а магнитный в другой, которая перпендикулярна первой. Если вектор электрического поля наблюдается в направлении распространения светового луча, то изменение колеблющегося вектора во времени для данной волны будет таким, как это изображено на рис. 2.27. Этот электрический вектор можно рассматривать как результирующий вектор двух равных векторных составляющих электрического поля одной, которая вращается влево ( г), и другой, вращающейся вправо Ег) (ср. рис. 2.28). Когда такой плоскопо-ляризованный свет проходит через оптически активную среду, электрическая составляющая поля взаимодействует с электрическим диполем вещества. Те оптически активные изомеры, которые обладают магнитным диполем, взаимодействуют также с магнитной составляющей поля. Ниже мы ограничимся обсуждением только случая взаимодействия электрической составляющей поля с электрическим диполем вещества, так как магнитное взаимодействие интерпретируется аналогичным образом. И электр ческое поле излучения, и электрический диполь вещества изображаются отдельными векторами, так что их взаимодействие можно проиллюстрировать простой векторной моделью. Электрический диполь- [c.84]

Известно, что электромагнитное поле световых волн переменно во времепи, следовательно, переменной будет и поляризация дпэлектрика в этом поле. Из электродинамики известно, что при изменении во времени электрического диполя происходит излучение электромагнитной волны. В данном случае будут излучать индуцируемые диполи. Источником эпергиц волны, излучаемой диполем, является энергия падающей волны. Поэтому излученная диполем волна называется рассеянной. Сумма энергий падающей и рассеянной волны остается постоянной, как это н должно быть по закону сохранения энергии. [c.34]

Согласно теории Герца, выражение для полной интенсивности (/) поля излучения осциллирующего диполя в секунду имеет вид [c.10]

Этот тензор (или диада) антисимметричный. При рассмотрении поля излучения осциллирующего магнитного диполя (см. гл. I) было показано, что магнитный дипольный момент может быть представлен в виде векторного произведения двух векторов. Поэтому рассеянное излучение, связанное с антисимметричным тензором, можно рассматривать точно так же, как и излучение осциллирующего магнитного диполя. Например, тензору [c.50]

Предположение 46. На основании уравнений Максвелла можно показать, что магнитный диполь, момент которого синусоидально изменяется со временем, будет испускать излучение, для которого направление магнитного поля лежит в той же плоскости, что и направление диполя. Напряженность поля этого излучения имеет точно такую же величину, как и поле излучения осциллирующего электрического диполя такой же величины. Это означает, что амплитуда т в (А-56) может соответствовать как электрическому, так и магнитному дипольному моменту, причем единицами измерения будут соответственно электростатические или электромагнитные единицы. [c.422]

Резонансный перенос. Фёрстером [89] было показано, что если в донорных и акцепторных молекулах имеются резонансные переходы, то безызлучательная связь может осуществляться с помощью электромагнитного поля. В общем случае имеются члены как кулоновского, так и обменного взаимодействия, но последнее не играет роли при расстояниях, превышающих несколько ангстрем. Под кулоновским взаимодействием понимается взаимодействие мультиполей. Обычно доминирующим является диполь-дипольное взаимодействие именно этот случай подробно рассмотрен Фёрстером. В этом процессе имеется возможность переноса энергии к невозбужденной молекуле на расстояния до 50 или 100 А. Две молекулы не обязательно должно быть идентичны. Условием удовлетворительного переноса является перекрывание спектра флуоресценции донора В и спектра поглощения акцептора А, как показано на рис. 10 (см. раздел III,4,Б). Это такое же условие, как для радиационного переноса, и поэтому еще более важно различать эти два механизма. При резонансном переносе никакого реального излучения или поглощения фотонов не имеет места. Имеется, скорее, прямая связь с помощью общего поля излучения двух осцилляторов, соответствующих флуоресценции О и поглощению А. В известном смысле слова, диполь перехода в А создает поле на В, которое индуцирует вынужденное испускание . В результате этого перенос энергии осуществляется быстрее, чем с помощью излучения. Процесс напоминает классическое взаимодействие связанных маятников. Если два осциллятора имеют одинаковые собственные частоты и в какой-то мере связаны, то энергия будет перекачиваться между ними. Можно также говорить о виртуальных фотонах, которые рождаются, проходят небольшой по сравнению с их длиной волны путь и полностью реабсорбируются за промежуток времени, который вследствие принципа неопределенности слишком мал, чтобы можно было заметить временный дефицит энергии. Другими словами, можно было бы сказать, что А поглощает фотон прежде, чем В закончит его испускание. Все эти попытки обрисовать процесс в рамках классических представлений являют- [c.78]

Физический смысл этого явления можно себе представить с помощью различных моделей. Имеется аналогия с классической системой связанных осцилляторов (связанные маятники), и первое рассмотрение проблемы, данное Ж- Перреном [158], было сделано в классическом приближении. Для того чтобы две системы влияли друг на друга и имел место перенос энергии, между ними должно осуществляться то или иное взаимодействие или связь. В классическом случае двух маятников, подвещенных к одной и той же опоре, эта связь механическая и может быть обеспечена небольщим крутильным движением поддерживающей опоры в результате недостаточной ее жесткости. В случае молекул это могут быть их дипольные моменты, которые связаны посредством поля излучения. При малых расстояниях (< 20,А) могут стать значительными диполь-квадрупольные силы и взаимодействия высщих порядков. При еще меньщих расстояниях (несколько ангстрем) может происходить перекрытие электронных орбиталей и приобретают значение обменные силы. В этом разделе мы рассмотрим прежде всего дальнодействующий перенос энергии, характерный для диполь-дипольного взаимодействия. [c.107]

В методе ОАИКС измеряется поглощение инфракрасного излучения, связанного с возбувдением поверхностных колебаний адсорбата после отражения от плоской поверхности подложки, например металла. Когда частота света совпадает с собственной частотой дипольно активного осциллятора — молекулы или кластера на поверхности, у поля излучения отбирается энергия. Эта энергия переходит в тепло в результате ангармонического взаимодействия осциллятора с системой. Взаимодействие между излучением и колеблющимся диполем осуществляется через электрическое поле света, действующего на эффективный заряд осциллирующего адсорбата. Длина световой волны велика по сравнению с межатомным расстоянием, так что соседние диполи будут возбуждаться практически синфазно. Для решетки поверхностного адсорбата это соответствует тому, что волновой вектор кц поверхностной волны мал (кц — составляющая волнового вектора, параллельная поверхности). Можно выразить кц через волновой вектор падающего света кь и угол падения вi по отношению к нормали в виде [c.87]

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]