Квантовые характеристики излучения

КВАНТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ [c.7]

Как видно из формулы (7), между волновой и квантовой характеристиками излучения существует прямая связь величина кванта энергии Е прямо пропорциональна частоте колебания V. [c.7]

Характеристики излучения отдельных квантовых генераторов весьма различны как по длинам генерируемых волн, так и по мощности лучевого пучка. Такой пучок может быть пригоден, например, и для глазных операций, и для прожигания отверстий в алмазах. Уже определилось множество областей возможного практического использования квантовых генераторов, н число их с каждым годом возрастает. В частности, монохроматический характер лазерного излучения при большой его мощности позволяет надеяться на возможность избирательного стимулирования с помощью лазеров желаемых направлений химических процессов. [c.197]

Основные характеристики электромагнитного излучения. Свет имеет двойственную природу волновую и корпускулярную. Волновые характеристики — это частота колебаний, длина волны и волновое число. Квантовая характеристика — это энергия квантов. Частота колебаний (V) показывает число колебаний в одну секунду и измеряется герцах, мегагерцах. Длина волны (А,) показы- [c.91]

В настоящее время наиболее надежными методами диагностики плазмы считаются спектрально-оптические, главным образом потому, что их применение не приводит к возмущению исследуемой плазмы (как это часто наблюдается при использовании различных зондовых методов). Основная трудность применения спектрально-оптических методов состоит обычно в корректной интерпретации полученных данных, т. е. по существу в правильном выборе модели исследуемой плазмы. Действительно, спектральные методы основаны на измерении характеристик излучения (или поглощения) плазмы в линейчатом или непрерывном спектрах. Если интенсивность излучения плазмы, находящейся в состоянии локального термического равновесия (ЛТР), определяется сравнительно простыми соотношениями, то для интерпретации результатов измерения интенсивности излучения неравновесной плазмы необходимо, как правило, привлекать сложные схемы возбуждения и дезактивации в плазме соответствующих квантовых переходов излучающих частиц [87, 124]. [c.286]

Для характеристики процесса, протекающего под действием излучения, в радиационной химии иногда пользуются понятием ионный выход (по аналогии с квантовым выходом). Под ионным выходом подразумевают отношение числа молекул, прореагировавших под действием излучения, к числу пар ио ов, возникших при поглощении той же дозы излучения. Это понятие применимо только к таким реакциям в газовой фазе, для которых можно определить число возникших пар ионов. Что же касается реакций в конденсированных средах, где число образовавшихся пар ионов определить невозможно, то это понятие неприменимо. Кроме того, понятие ионный выход не учитывает существенную роль, которую играют атомы, радикалы и возбужденные молекулы, возникающие под действием излучения. [c.268]

Излучение электромагнитных волн может отличаться от других излучений такой характеристикой, как когерентность. Некогерентным является тепловое излучение нагретых тел и плазмы, когерентное излучение создается оптическими квантовыми генераторами - лазерами. [c.91]

В идеальном фотохимическом эксперименте должен исполь зоваться монохроматический свет, так как природа многих первичных процессов и их квантовые выходы могут зависеть от длины волны света. Кроме того, применение монохроматического излучения упрощает измерения абсолютных интенсивностей света. Но большинство источников света, исключая лазеры, дают излучение в некотором спектральном диапазоне, и для выделения света с узкой полосой длин волн требуются специальные приборы. Для этой цели хорошо подходят решеточные и призменные монохроматоры, хотя для некоторых экспериментов интенсивности получаемого света могут оказаться недостаточными. В более простых случаях применяют один или несколько цветных фильтров. Ими могут быть жидкие растворы или стекла, которые содержат соединения, обладающие сильным поглощением света с нежелательными длинами волн. Большое значение для фотохимии имеют интерференционные светофильтры, основанные на явлениях интерференции в тонких пленках (родственных цветовым эффектам в мыльных пузырях), которые могут быть изготовлены с любыми нужными характеристиками пропускания. [c.179]

Одной из важнейших характеристик люминесцирующей молекулы является ее квантовый выход (<р) — отношение числа излученных кван- [c.303]

В современной технике широко используется кристалл вольфрамата кадмия, так как он соответствует указанным выше требованиям, а его малогабаритное исполнение не затруднено. Важной характеристикой детекторов является квантовая эффективность преобразования рентгеновского излучения. Газы вследствие низкой [c.98]

С учетом (40) для вычислительного томографа, шумовые характеристики которого определяются лишь квантовой природой рентгеновского излучения, из (73) имеем [c.133]

Погрешности детекторов связаны с нестабильностью параметров питания, неидентичностью характеристик отдельных каналов детектирования, изменением этих характеристик во времени и под действием механических и тепловых нафузок, уровнем нелинейных искажений в рабочем диапазоне сигналов, офаниченным быстродействием детекторов, абсолютным уровнем, спектральной и пространственной неоднородностями квантовой неэффективности, чувствительностью детекторов к фоновому излучению, магнитной и электромагнитной помехозащищенностями, уровнем собственных шумов и т.п. [c.150]

Системы квантовой электроники. Принцип действия квантовых генераторов и усилителей радиоволн (мазеров) основан на взаимодействии между веществом и излучением, приводящим к усилению сигнала электромагнитного излучения. Аналогичный принцип лежит в основе оптических квантовых генераторов (лазеров). Твердый мазер с тремя энергетическими уровнями представляет кристалл с определенными характеристиками. Кристалл состоит [c.261]

Для решения ряда задач аэро- и гидромеханики в последнее время получил широкое распространение лазерный доплеров-ский метод [145]. Появление оптических квантовых генераторов дало возможность создавать оптические доплеровские измерители скорости, которые могут быть использованы для исследования несамосветящихся объектов. Сущность эффекта Доплера заключается в изменении частоты электромагнитных колебаний при рассеянии на частицах, движущихся в потоке. Разность между частотами колебаний опорного и рассеянного излучений соответствует доплеровскому сдвигу частоты, пропорциональному скорости движения частиц потока. В исследуемые потоки вводятся мелкие частицы, причем при использовании квантовых генераторов в качестве источника когерентного излучения концентрация частиц (например, шарики полистирола диаметром 0,5 мкм) может быть ничтожной (1 30 000), что практически не сказывается на гидродинамических характеристиках потока. Интересные результаты работы [146], в которой метод использован для исследования распределения скоростей в жидкости при естественной конвекции, позволяют судить о возможности использования этого метода и для изучения поверхностной конвекции. [c.105]

Ртутные лампы. Различают ртутные лампы низкого (10 — 10 Па), среднего и высокого (10 —10 Па), а также сверхвысокого (более 3-10 Па) давления. Лампы среднего и высокого давления четко не различаются. В табл. 6.1 указано относительное распределение энергии по спектру излучения ртутных ламп низкого и среднего давления. Квантовый поток для каждой линии выражен в процентах к суммарному квантовому потоку в области 240—600 нм Фкв/ФкГ - Указаны также абсолютные квантовые потоки Фкв двух распространенных ламп. В табл. 6.2 приведены технические характеристики некоторых ртутных ламп. [c.126]

К. с. послужила основой для создания квантовой теории твердых тел и электронной теории металлов. Из положений К. с. непосредственно следует формула Планка для распределения энергии излучения абсолютно черного тела, полностью подтвердившаяся на опыте. Из прочих областей приложения К. с. следует назвать статистич. модель атома Томаса—Ферми, статистич. теорию ядра и др. Законы К. с. лежат в основе статистич. термодинамики, позволяющей вычислять термодинамич. характеристики химич. реакций. [c.263]

Метод, основанный на получении и анализе спектра электронов из свободных атомов, а также из атомов соединений при облучении их монохроматическим ультрафиолетовым или рентгеновским излучением, был назван электронной спектроскопией для химического анализа [4]. Основные характеристики метода следующие высокая разрешающая способность по энергиям 10 — или 0,05—0,1 и 0,5—2 эв при возбуждении ультрафиолетовым излучением и рентгеновскими лучами, соответственно энергия связи электронов на квантовых п- и /-уровнях определяется относительно уровня вакуума или уровня Ферми в металлах, а распределение интенсивности в электронной линии передает распределение электронов по состояниям этого уровня фотоэлектронные спектры, излучаемые конденсированными системами, характеризуют тонкий поверхностный слой вещества порядка 30—40 А. Этот метод является неразрушающим, и потери вещества могут быть обусловлены только испарением его в вакууме. [c.131]

Имеется два квантовых генератора газовый на смеси гелий—неон и на рубине (параметры их известны). Требуется определить их характеристики — мощность излучения и направленность. [c.98]

Большим достоинством ФЭУ является их высокий порог чувствительности, достигающий 10 вт, и весьма малая инерционность. В настоящее время разработаны ФЭУ, способные регистрировать сигналы с частотой модуляции до 100 Мгц, что очень важно при приеме когерентных излучений оптических квантовых генераторов. Спектральные характеристики ФЭУ зависят от материала фотокатода и не отличаются от характеристик фотоэлементов с внешним эффектом, имеющих такие же фотокатоды. [c.126]

В предыдущем разделе уже рассматривались некоторые уникальные характеристики этих детекторов излучения. Присущее им высокое усиление при малом уровне шумов и высоком квантовом выходе (десяти падающих квантов достаточно для проявления зерна размером порядка 1 мкм ) сравнимо с усилением фотоумножителя. Основными недостатками являются гранулярность структуры эмульсии, состоящей из множества маленьких детекторов, которые фактически должны быть сосчитаны при измерении, и пороговое значение экспозиции, ниже которого сигналы не регистрируются. По этим показателям фотоэмульсии значительно уступают фотоэлектрическим детекторам для малых экспозиции, характерных для спектрохимического анализа следов с использованием лазерных атомизаторов, где требуется измерять спектральный фон. [c.108]

Эта глава посвящена в основном теории и аналитическим результатам, полученным при применении импульсных лазеров на красителях в комбинации с пламенами и электротермическими атомизаторами, обычными в атомно-флуоресцентной спектроскопии. Возбуждение флуоресценции непрерывными лазерами описано в гл. 8. Характеристики флуоресцентного метода с лазерным возбуждением обсуждаются в аспекте процессов возбуждения и дезактивации возбуждения (разд. 4.2 и 4.3), эффектов насыщения для двух- и трехуровневых систем (разд. 4.4), влияния плотности падающего излучения источника на форму градуировочного графика (разд. 4.5) и возможности локального измерения таких физических параметров, как температура, квантовый выход, а также концентрации (разд. 4.6). Общие узлы установок для атомно-флуоресцентной спектроскопии, используемых различными авторами, рассмотрены в разд. 4.7, а аналитические результаты описаны в основном в виде достигнутых пределов обнаружения по отношению к водным растворам в разд. 4.8. Читателю можно также рекомендовать две обзорные статьи [7, 8], касающиеся общих вопросов применения в аналитической спектроскопии перестраиваемых лазеров па красителях, включая флуоресцентные методы анализа. [c.192]

Данный раздел предназначается для того, чтобы подчеркнуть основные аспекты и характеристики, которые определяют информационное содержание преобразованного сигнала и внутреннего шума. Мы не будем рассматривать детекторы ИК-из-лучения, такие, как болометры, термоэлектрические батареи и т. д. Такие детекторы, или, другими словами, приемники излучения, имеют электрический выход, связанный с общей энергией детектируемых фотонов, и поэтому представляют собой истинные детекторы количества энергии. Ь фотоэлектронных детекторах обнаружение фотона фоточувствительным материалом соответствует освобождению единичного носителя и электронно-дырочной пары, свободно передвигающейся в вакууме пли самом материале. Квантовый выход, или эффективность [c.519]

Для характеристики процесса, протекающего под действием излучения, в радиационной химии иногда пользуются понятием ионный выход (по аналогии с квантовым выходом). Ионный выход—это отношение числа прореагировавших молекул к числу пар ионов, возникших при той же поглощенной дозе излучения. Это понятие может быть использовано только применительно к таким реакциям в.газовой фазе, для которых можно по току насыщения определить число возникших пар ионов. Для реакций в конденсированных системах, где число образовавшихся пар ионов не может быть определено, это понятие неприменимо. Надо отметить, что понятие ионный выход не учитывает роли, которую играют атомы, радикалы и возбужденные молекулы, возникающие под действием излучения. [c.321]

Наряду с квантовыми представлениями до сих пор в спектроскопии находит широкое применение классическая теория поглощения й излучения, позволяющая во многих случаях достаточно наглядно и просто описать, а иногда и объяснить изучаемые явления. Напомним, что в указанной теории реальные центры, поглощающие, излучающие и рассеивающие электромагнитную радиацию, моделируются классическим затухающим осциллятором, обладающим зарядом е и массой т. При этом характеристики поглощения получаются в результате рассмотрения вынужденных колебаний осциллятора [c.20]

Все методы АФА основаны на регистрации фототоков, вызванных светом флуоресценции. В качестве приемника излучения чаще всего применяют фотоэлектронные умножители (ФЭУ), принцип действия и конструкция которых описаны в ряде руководств. Главная характеристика ФЭУ, используемых для АФА,— квантовый выход фотокатода г], определяемый как отношение числа фотоэлектронов к числу падающих квантов. У лучших фотокатодов эта величина доходит до 30%, но чаще всего она составляет несколько процентов. Спектральные характеристики фотокатодов определяют зависимость величины 1] от длины вол- [c.36]

Состояние атомов характеризуют с помо1щ>ю волновых функций зависящих от координаты г, и определяют набором квантовых чисел (главного п, азимутального I, магнитного квантового mj и спинового т ). Набор четырех квантовых чисел определяет состояние атома и спектральные характеристики его излучения и поглощения. Принцип Паули позволяет объяснить строение электронных оболочек и слоев атома и дать основу Периодической системы. [c.41]

Сегодня квантовая химия позволяет с высокой точностью вычислять равновесные межъядерные расстояния и валентные углы, барьеры внутреннего вращения, энергии образования и энергии диссоциации, частоты и вероятности переходов под влиянием электромагнитного излучения в весьма широком диапазоне длин волн (от рентгеноэлектронных спектров до спектров ЯМР), энергии активации, сечения и константы скорости простейших химических реакций. В ходе квантовохимических расчетов для многих молекул было обнаружено, с одной стороны, существование значительного числа минимумов на потенциальных поверхностях, разделенных часто невысокими барьерами (нежесткие молекулы), была установлена высокая чувствительность электронного распределения к изменениям ядерной конфигурации, а с другой стороны, были подтверждены и постулируемые классической теорией возможности переноса локальных характеристик отдельных фрагментов молекул в рядах родственных соединений и т.п. Квантовая химия значительно облегчает интерпретацию различных экспериментальных спектров. [c.5]

Осн. характеристики К. п. - вероятность перехода, равная числу переходов в единицу времени (1с), и время жизни квантового состояния, участвующего в переходе. Если система может претерпевать неск. К. п., как излучательных, так и безызлучательных, то полная вероятность изменения состояния системы равна сумме вероятностей К. п. разл. типов. Временем жизни к-го сотояния т, наз. средняя продолжительность пребывания системы в этом состоянии. Чем меньше время жизни данного состояния, тем больше вероятность перехода системы из этого состояния в другие. Система, в к-рой происходит К. п., заведомо находится в нестационарном состоянии и описывается с помощью временного ур-ния Шредингера (см. Квантовая механика). В силу соотношения неопределенностей между энергией н временем квантовая система в возбужденном состоянии имеет конечную ширину энергетич. уровня АЕ- й/Аг, где Л-постоянная Планка, Д/-характерное время состояния. В уширение уровня вносят вклад как излучат., так и безызлучат. К. п. Если предположить, что ширина уровня АЕ мала по сравнению с энергией 2пЛу кванта излучения (V-частота), К, п. можно наглядно интерпретировать как переход между стационарными энергетич. состояниями системы. [c.367]

Поскольку фотонные ИК-детекторы являются счетчиками фотонов, важной характеристикой приемников, в том числе матричных, является их квантовый выход, или квантовая эффективность (quantum effi ien y), которая характеризует способность фотоприемника собирать кванты электромагнитного излучения и преобразовывать их в электрический сигнал. Интересно отметить, что квантовая эффективность одного из наиболее распространенных материалов фотонных матриц -силицида платины PtSi составляет менее 1 %. В целом, детекторы с высокой квантовой эффективностью обеспечивают лучшее температурное разрешение и более высокое качество изображения. [c.215]

Случайные пофешности реконструкции, обусловленные квантовой природой рентгеновского излучения, принципиально не устранимы, и их анализ позволяет однозначно оценить предельные возможности метода ПРВТ при фиксированном числе квантов, сформулировать требования к экспозиции энергии излучения, точности измерения проекций и пространственно-частотным характеристикам томофамм, обеспечивающим необходимый уровень метрологии. [c.121]

Для надежной и высокоэффективной работы различных радиоэлектронных устройств, квантовых генераторов и усилителей, инфракрасных приемников излучения необходимо обеспечить их интенсивное охлаждение вплоть до температур жидкого гелия. Обычно размеры охлаждаемых элементов очень малы, отводимое тепло не превышает 1—2 вт, а габаритные размеры жестко ограничены. Отсюда следует необходимость в использовании очень малых — микрокриогенных систем. К таким низкотемпературным устройствам предъявляются следующие основные требования компактность, малая масса, быстрота действия, высокая надежность. Тепловой насос и детандерный рефрижератор в значительной степени удовлетворяют этим требованиям на их основе был разработан ряд таких устройств. Так, например, миниатюрный рефрижератор, предназначенный для охлаждения инфракрасных детекторов, работает по циклу детандера с регенератором в мертвом объеме. Характеристики рефрижератора следующие диаметр цилиндра 5,1 мм, длина 50 мм, регенератор диаметром 2,4 мм размещен внутри поршня. Теплоизоляция выполнена в виде сосуда Дьюара. Через 2—3 мин после пуска рабочая температура достигает 55" К. Л 1асса рефрижератора (без компрессора) составляет 283 г, расход газа 0,35—0,5 лl Vч. [c.87]

С другой стороны, резонансные линии обладают некоторыми недостатками. Известно, что нагревание переводит атом в возбужденное состояние, т. е. переводит электроны на уровни с более высоким квантовым числом. В более холодных частях пламени возбужденный атом переходит в состояние с низшим уровнем энергии (к терму с меньшим квантовым числом). Однако невозбужденные атомы в холодных частях пламени могут непосредственно поглощать излучение, если оно соответствует энергетическим характеристикам этих атомов. Холодный атом будет особенно легко поглощать именно резонансные линии, возбужденные другими атомами данного элемента в зонах с более высокой температурой. Действительно, у холодных атомов их электроны находятся на нижнем уровне п = 1) и, поглощая соответствующий квант энергии, электрон может перейти на ближайший уровень (п = 2). [c.176]

Из сопоставления приведенных в табл. 50 ионных выходов с квантовым выходом соответствующих реакций, далее, следует, что квантовый выход практически во всех случаях оказывается меньше ионных выходов. Главная причина этого различия, несомненно, заключается в том, что, наряду с ионами, под действием проникающих излучений возникают также возбужденные молекулы, представляющие собой одну из форм химически активных частиц в условиях протекания радиациоиио-химичсской реакции. Другими словами, ионный выход не служит полной характеристикой активирующего действия проникающего излучения. [c.467]

Цель настоящего обзора — познакомить читателя с принципами действия лазеров на основе органических соединений с оптической накачкой и рабочими переходами между вращательными, колебательными и электронными уровнями молекул и охарактеризовать современное состояние развития соответствующих направлений в квантовой электронике. На конкретных примерах (газовые лазеры на фторметане, тетрафторметане, диоксиде и серо-оксиде углерода, лазеры на растворах сложных органических соединений) рассмотрены различные механизмы оптической накачки молекул, спектральные переходы, ответственные за процессы возбуждения молекул и генерации излучения. Сделаны оценки максимальных коэффициентов усиления излучения в активных средах, обсуждены особенности лазеров и их генерационные характеристики. Приведены сведения, позволяющие составить представление о масштабах и уровне исследований и разработок лазеров на основе органических соединений с оптической накачкой. Из-за ограниченного объема статьи вопросы техники лазеров этого вида не получили должного освещения. [c.162]

В самых последних работах смеси водорода с кислородом сначала высушивали, насыщали парами ртути при комнатной температуре, а затем непрерывно пропускали через кварцевую трубку такого диаметра, который был достаточен для практически полного поглощения всего падающего излучения с длиной волны 2537А смесью водорода, кислорода и паров ртути. Эта трубка облучалась ртутной лампой. Из выходивших газов вымораживали воду и перекись водорода в ловушке, охлаждавшейся жидким воздухом или твердой двуокисью углерода, или извлекали их, пропуская путем барботирования через воду. Количество падающего света (принимали, что излучение поглощалось полностью), а следовательно, и квантовый выход реакции, т. е. число молекул, образовавшихся на каждый квант поглощенной энергии, определяли по какому-либо эталону. Так, в качестве актинометра часто применяют оксалат урани-ла. Реакционный сосуд заполняют раствором оксалата уранила в щавелевой кислоте и затем по известной реакционной характеристике этой системы вычисляют количество излучения, поступающего за определенный период. [c.55]

Ли [25] указывает, что в соответствии с приведенной схемой реакции при достаточно высоких интенсивностях излучения и низких концентрациях перекиси водорода фотолиз должен утратить характеристику цепной реакции. В этих условиях из кинетических уравнений следует, что квантовый в1>1ход не должен зависеть от интенсивности и концентрации перекиси водорода. Действительно, Ли показал, что при интенсивностях выше 0 кйант/л-сек квантовый выход независимо от интенсивности излучения составляет 1,39 (при концентрации перекиси от 0,010 до 0,034 Л4 и pH в пределах от 1 до 6). [c.388]

Люминесцентные характеристики объекта необычайно чувствительны к изменению самой структуры и окружения люминесцирующих центров. Это обстоятельство делает флуоресцентный анализ удобным методом изучения структуры различных молекул, в том числе биополимеров. В подобных исследованиях анализируют все характеристики люминесцентного излучения квантовый выход, спектр люминесценции, поляризацию люминесценции, время жизни возбужденного состояния, миграцию энергии возбуждения и получают важные данные о структуре сложных биополимеров — белков, ДНК, РНК, ДНП и т. д. Кроме того, по изменению люминесценции в ходе опыта можно судить о конформационных изменениях люминесцирующих молекул и о ходе биохимических реакций, происходящих как in vivo, так и in vitro, причем если иззгчаемый объект обладает люминесценцией, то эти исследования можно проводить без нарушения целостности объекта. [c.288]

Лазер, или, что то же-оптический квантовый генератор-это источник оптического излучения с уникальными характеристиками. Принцип его работы кажется очень простым молекулы того или иного вещества возбуждают каким-либо способом, в результате чего накапливается энергия, которая при определенных условиях сти-мулированно выделяется в форме излучения. [c.193]

При выборе фотодетектора основными характеристиками служат спектральная характеристика, квантовый выход, частотная характеристика, усиление по току и темновой ток. Большую роль могут играть и другие соображения, например габариты, устойчивость к разнообразным воздействиям и стоимость. Во многих случаях при выборе класса фотодетектора руководствуются длиной волны сигналг, который необходимо обнаружить. Для длин волн от 200 нм до 1 мкм (от ультрафиолетовой до ближней инфракрасной области спектра) обычно предпочтительны фотоумножители благодаря их высокому коэффициенту усиления и малому шуму. Действительно, способность этих приборов обнаруживать одиночные фотоны привела к созданию систем детектирования светового излучения низкого уровня, которые основаны на технике счета отдельных фотонов [88]. [c.338]

Исследования порога вынужденного комбинационного рассеяния. Существование определенного порога возбуждения ВКР представлялось вполне естественным с точки зрения общей теории оптических квантовых генераторов, в которой порог генерации является важной характеристикой явления. Первые эксперименты, описанные выще, казалось бы, также подтверждали наличие порога. При фотографической регистрации спектра на пластинке линии ВКР появляются лищь после достижения некоторого порогового значения мощности возбуждающего излучения. При этом порог фиксируется с довольно большой точностью — порядка 10% измеряемой величины. При всем том понятие порога ВКР оказалось лишенным глубокого физического содержания. [c.508]