Испускание, поглощение и рассеяние излучения

Для расшифровки состава природных органических соединений нефти и нефтепродуктов и характеристики их свойств применяются оптические методы. Сюда относятся инфракрасная и ультрафиолетовая спектрометрия, метод комбинационного рассеяния света, определения показателя преломления и оптической активности. Вещество, через которое проходит излучение, поглощает лучи только определенной длины волны (частоты), и по закону Кирхгофа само вещество излучает только те лучи, которые оно в данных условиях поглощает. Каждый ион, атом, молекула дают характерные частоты в спектре поглощения, спектре испускания и спектре комбинационного рассеяния. Задачей спектрального анализа является определение этих характеристических частот, зная которые, можно определить качественный состав углеводородной смеси. Для этого существуют таблицы характеристических частот индивидуальных углеводородов. Для количественного анализа еще необходима оценка интенсивности излучения. [c.228]

Молекулярным спектром называют совокупность полос или линий в оптической (УФ, видимой, ИК) и микроволновой (МВ) областях электромагнитных волн, возникающих в результате изменения энергии молекул при поглощении, рассеянии или испускании электромагнитного излучения. Соответственно различают молекулярные спектры поглощения (абсорбционные), комбинационного рассеяния (КР) и испускания (эмиссионные). Молекулярные спектры, наблюдаемые в оптической области, называют оптическими, в МВ — микроволновыми. Вид и структура спектров определяются строением, энергетическими и электрическими свойствами молекул. Частоты молекулярных спектров соответствуют квантовым переходам между различными энергетическими уровнями энергии и подчиняются соотношению (13.3). [c.241]

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]

Основным процессом поглощения рентгеновского излучения в диапазоне рабочих энергий, представляющих интерес для микроанализа (1—20 кэВ), является фотоэлектрический эффект. В этом случае энергия кванта рентгеновского излучения полностью передается связанному электрону внутренних оболочек атома, в результате чего происходит испускание электрона (называемого фотоэлектроном) и аннигиляция фотона. Может также происходить неупругое рассеяние рентгеновского излучения, в результате которого происходит изменение энергии за счет эффекта Комптона, при котором рентгеновское излучение взаимодействует со свободным электроном. Для диапазона энергий, представляющего для нас интерес, сечение или вероятность эффекта Комптона настолько мала по сравнению с процессом фотоэлектронной эмиссии, что им можно спокойно пренебречь. Тогда поглощение рентгеновского излучения может рассматриваться исключительно как фотоэлектрический процесс. Для отдельного кванта поглощение является процессом все или ничего , т. е, либо из мишени испускается квант с неизменной энергией, либо он полностью поглощается. Этот факт особенно важен для проводящего анализ исследователя, который регистрирует характеристическое рентгеновское излучение определенной энергии для идентификации поэлементного состава образца. [c.86]

Было установлено, что несмотря на кратковременность процесса поглощения и испускания фотона, молекула иногда успевает перейти из одного колебательного состояния в другое. Поэтому испущенный фотон может имеет частоту несколько меньше или больше по сравнению с фотоном поглощенным, причем разность их энергий точно равна разности двух колебательных или вращательных уровней молекулы, Если освещать анализируемое вещество строго монохроматическим светом с частотой то в спектре рассеянного излучения, кроме этой основной линии, появится еще ряд линий с частотами м,, — и [c.338]

Многочисленные спектроскопические методы исследования вещества основаны на взаимодействии вещества с электромагнитным излучением. В зависимости от характера этого взаимодействия различают спектры поглощения (абсорбционные), излучения (испускания) и рассеяния. И поглощение, и излучение всегда происходят определенными порциями - квантами, с которыми мы встретились при обсуждении строения атома и атомных спектров испускания (гл. 2). [c.463]

Спектрофотометрия — раздел оптики, в котором исследуется зависимость энергии испускания, поглощения, отражения, рассеяния или иного преобразования света (излучаемого веществом или падающего на пего) от длины волны. В основном приемы спектрофотометрии в разных частях спектра одинаковы. Однако практические различия в источниках и приемниках излучения, в приборах, применяемых для спектрального разложения света, а также в используемых материалах приводят к делению ее на спектрофотометрию в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра. [c.135]

Многие оптические методы, особенно ИК-, ЯМР-спектроско-пня и методы с применением рентгеновских лучей, подробно рассматривались в предыдущих главах, поэтому вы, вероятно, уже достаточно хорошо знакомы с этими методами. Вообще оптические методы анализа основаны на поглощении, рассеянии пли испускании электромагнитного излучения в различных частотных областях атомами, молекулами или ядрами. Таким об- [c.245]

Переходы в молекулах можно изучить, наблюдая избирательное поглощение или излучение или процессы испускания — флуоресценцию и фосфоресценцию. Родственным методом (но который не так-то просто представить наглядно при помощи схемы, подобной приведенной на рис. 2-2) является римановская спектроскопия (спектроскопия комбинационного рассеяния, спектроскопия КР). Этот метод разбирается вместе с флуоресценцией и фосфоресценцией в гл. 6. [c.22]

В зависимости от условий получения различают три вида спектров поглощения, испускания и рассеяния (рассеянное излучение наблюдается под каким-либо углом к падающему). Интенсивность линий или полос спектра пропорциональна прежде всего числу молекул на исходном уровне — нижнем при поглощении и верхнем при испускании. В условиях теплового равновесия заселенность состояний или уровней определяется распределением Больцмана [c.8]

Общие основы классической теории испускания, поглощения и рассеяния излучения [c.286]

В случае комбинационного рассеяния света мы должны подставить в (4.63) для квадратов матричных элементов их значения (5.46), (5.47). Рассмотрим вначале спонтанное излучение, описываемое вторым членом формулы (5.47). При учете только этого члена возникает обычное комбинационное рассеяние. Распределение по частотам и углам и поляризация этой части рассеянного излучения описываются функцией п (ш, О, е ), которая в соответствии с 2—4 зависит от распределения по частотам и углам и поляризации возбуждающего излучения (т. е. от вида функций р(со) и р(Й)). Если величина п достаточно велика, то становится существенным также первый член в (5.47), описывающий индуцированное излучение. При этом необходимо учесть, что комбинационное рассеяние света не сводится к последовательно происходящим независимым процессам поглощения и испускания света. Поэтому законы сохранения энергии и импульса связывают лишь начальное и конечное состояния, устанавливая зависимость между величинами , О, е и со, 2, е. Например, закон сохранения энергии дает корреляционный множитель б(о) -Ьш,-—со). Соответственно возникает корреляция свойств индуцируемого и падающего излучений, которая описывается функцией п. Исходя из этого, будем считать п =п (со, О, е со, О, е). Для упрощения вычислений будем предполагать, что зависимость п от частот со, со может быть выделена в виде отдельного множителя [c.78]

Известно, что для возбужденных молекул, вмороженных в растворитель, застеклованный при очень низких температурах, характерно обратное испускание, которое позволяет понять причину потерь энергии, как правило, происходящих при поглощении электромагнитного излучения. Рассчитано, что частота столкновений молекул в растворах равна в среднем 10 в секунду, а среднее время жизни возбужденного состояния молекулы лежит в пределах от 1 до 10 не (1 нс = 10 с). Таким образом, за время жизни возбужденная молекула должна претерпеть большое число столкновений, в результате которых энергия возбуждения перераспределится между многими молекулами и окажется рассеянной в виде тепла. [c.495]

Внутренняя конверсия уменьшает интенсивность рассеянного излучения. При резонансном поглощении у-излучения только 1/(1 + а) доля возбужденных состояний распадается, вновь испуская у-квант, а а/(1 + а) доля распадается с испусканием электронов конверсии. Поскольку для мессбауэровских низкоэнергетических переходов коэффициенты внутренней конверсии, как правило, очень большие, интенсивности электронов конверсии или рентгеновских лучей, испускаемых после конверсии, также велики. Измерение эффекта Мессбауэра этим методом для изотопа Ре проводилось в работе [9]. [c.132]

ИСПУСКАНИЕ, ПОГЛОЩЕНИЕ И РАССЕЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ [c.286]

Здесь мы будем рассматривать только процессы испускания, поглощения и рассеяния излучения, связанные с электрическим дипольным моментом. Эти процессы могут быть связаны в принципе и с электрическим квадрупольным или магнитным дипольным моментом, однако тогда они, как правило, имеют гораздо меньшую интенсивность и здесь рассматриваться не будут. [c.286]

Изложенные выше классические представления позволяют объяснить и предсказать некоторые явления, наблюдающиеся в молекулярных спектрах. Поэтому они являются полезными и мы ими будем пользоваться. Однако ряд существенных особенностей молекулярных спектров и многие тонкие детали их строения не могут быть объяснены с классической точки зрения. Полная теория испускания, поглощения и рассеяния излучения может быть построена только на основе квантовой механики [c.290]

Оптические методы анализа основаны на измерении характе]5истик оптических свойств вещества (испускание, поглощение, рассеивание, отражение, преломление, дифракция, интерференция, поляризация света), проявляющихся при его взаимодействии с элекгромагнитшш излучением. По характеру взаимодействия электромагнитного излуч(шия с веществом оптические методы анализа обычно подразделяют на эмиссионный спектральный, атомно-абсорбционный, молекулярный абсорбционный спектральный (спектрофотометрия, фотоэлектроколориметрия), люминесцентный, нефелометрический, турбодиметрический, рефрактометрический, интерферометрическиг поляриметрический анализ, а также спектральный анализ на основе спектров комбинационного рассеяния (раман-эффект) и некоторые другие методы, также использующие взаимодействие электромагнитного поля с веществом — ядерный магнитный резонанс (ЯМР), электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерная гамма-резонансная спектроскопия (эффект Мессбауэра) и т. д. [c.516]

Выше были изложены основы теории испускания, поглощения и рассеяния излучения. Здесь мы рассмотрим приложение теории к отдельным вопросам в тех приближениях для описания состояний молекул, которые использовались выше. [c.338]

Из рассмотрения значений матричных элементов проекций ди- польного момента и момента, индуцированного возбуждающим излучением, могут быть установлены правила отбора для переходов с испусканием, поглощением или рассеянием излучения. В принципе это может быть сделано подобно тому, как для двухатомных молекул. Детальнее мы на этом вопросе останавливаться не будем. При рассмотрении инфракрасных и комбинационных спектров будут указаны соответствующие правила отбора. [c.420]

Взаимодействие вещества с электромагнитным излучением сопровождается различными явлениями, наиболее важными из которых для современного аналитического применения являются испускание, поглощение, отражение, рассеяние, преломление, вращение плоскости поляризации излучения. [c.5]

Столкновение фотонов с атомами или молекулами может привести к испусканию фотоэлектронов. В течение последних двух десятилетий фотоэлектронная спектроскопия развилась в многообещающую область химии. Фотоэлектронная спектроскопия отличается от описанных ранее спектроскопических методов, в которых измеряются характеристики поглощенного, испущенного или рассеянного электромагнитного излучения. В этом методе предмет изучения — кинетическая энергия испущенных при ионизации электронов. [c.331]

Известно, что при прохождении через вещество лучей от источника излучения. это вещество поглощает лучи только определенной длины волны (частоты), и по закону Кирхгофа само вещество излучает только те лучи, которые оно в данных условиях поглощает. В результате этого калчдая молекула, каждый атом или ион дают характерные частоты в спектре поглощения, спектре испускания или спектре комбинационного рассеяния. Спектр — это распределение энергии излучения, испускаемого (поглощаемого) телом по частотам или длинам волн. Задача качественного спектрального анализа заключается в обнаружении этих харак-тсрнстичоских частот и сравнении их с частотами индивидуальных веществ. Для количественного анализа требуется еще оценка интенсивности излучения. [c.90]

В-третьих, как уже упоминалось, взаимодействие вещества с инфракрасным излучением, сопровождающееся поглощением излучения, а также испускание радиации в этой области спектра возможно для молекул, у которых вращение и колебание сопровождаются изменением электрического момента (дипольный момент). У молекул, состоящих из одинаковых атомов (Оа, N5, Нг. ..), дипольный момент равен нулю и не появляется ни при колебаниях, ни при вращении, поэтому для таких веществ отсутствует испускание или поглощение в инфракрасной области. Однако изменения колебательных и вращательных состояний могут сопровождаться электронными переходами, а также проявляются при рассеянии света. [c.252]

Если использовать излучение порядка 0,1 — 100 см (дальнюю ИК и микроволновую область), то = А кол = 0 и проявляются чисто вращательные спектры. Колебательные и вращательные переходы можно наблюдать в спектрах поглощения, испускания н комбинационного рассеяния. При этом спектры КР наблюдаются не в ИК- и микроволновой, а в видимой области спектра, что существенно меняет технику эксперимента. [c.267]

Анализ по спектрам комбинационного рассеяния. Молекула или атом не могут поглотить фотон, если энергия фотона меньше, чем энергия, необходимая для их возбуждения на ближайший электронный уровень. Если поглощение такого фотона произойдет, то он тут же будет снова излучен. Практически такой процесс поглощения и быстрого испускания фотона происходит, хотя и очень редко, при этом наблюдается очень слабое рассеяние света веществом, даже вполне прозрачным для данной длины волны. [c.338]

Атомная и молекулярная спектроскопия изучают спектральный состав излучения при поглощении (абсорбции), испускании (эмиссии) или рассеянии света. [c.516]

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ, совокупность полос или линий в онтич. (УФ, видимой, ИК) и микроволновой (МВ) областях электромагн. волн, но,чникагощих н результат изменения энергии молекул при поглощении, рассеянии или испусканни электромагн. излучения- Со- [c.348]

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ, метод качеств, и количеств, определения состава в-в, основанный на исследовании их спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции. Различают атомный и молекулярный С. а., задачи к-рых состоят в определении соота. элементного и молекулярного состава в-ва. Эмиссионбый С. а. проводят по спектрам испускания атомов, ионои или молекул, возбужденных разл. способами, абсорбционный С. а.-по спектрам поглощения электромагн. излучения аиализнруем1>1ми объектами (см. Абсорбционная спектроскопия). В зависимости от цели исследования, св-в анализируемо о в-ва, специфики используемых спектров, области длин волн и др. факторов ход анализа, аппаратура, способы измерения спектров и метрологич. характеристики результатов сильно различаются. В соответствии с этим С. а. подразделяют на ряд самостоят. методов (см., в частности, Ато.мно-абсорбционный анализ. Атомно-флуоресцентный анализ, Инфракрасная спектроскопия, Комбинационного рассеяния спектроскопия, Люминесцентный анализ. Молекулярная оптическая спектроскопия. Спектроскопия отражения, Спектрофотометрия, Ультрафиолетовая спектроскопия, Фотометрический анализ, Фурье-спектроскопия, Рентгеновская спектроскопия). [c.392]

Мессбауэр установил, что резоиаисиое испускание, поглощение или рассеяние у-кваитов атомными ядрами, связанными в твердом теле, при определенных условиях происходит практически без расхода энергии на отдачу ядра. В этом случае взаимодействующий 7-квант обменивается импульсом не с отдельным ядром, а со всем кристаллом в целом, масса которого несоизмеримо больше массы 7-кванта. Поэтому кинетическая энергия испускающего или поглощающего 7-квант ядра практически не изменяется, а энергия 7-кванта равняется энергии квантового излучательного перехода. Вследствие этого наблюдаются очень узкие спектральные линии излучения и поглощения 7-лучей (10 —10 ° эВ). По существу, Мессбауэр разработал метод и сформулировал условия наблюдения резонансного поглощения 7-кваитов ядрами в твердом геле. [c.207]

Китайгородскай А. И., Молекулярные кристаллы, М., 1971. П. М. Зоркий. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ, совокупность полос или линий в оптич. (УФ, видимой, ИК) и микроволновой (МВ) областях электромагн. волн, возникающих в результате изменения энергии молекул при поглощении, рассеянии или испускании эяектро-магн. излучения. Соотв. различакл- М. с. [c.348]

Различают абсорбционный и эмиссионный. С. а. Первый осуществляют по спектрам поглощения электромагн. излучения (см. Абсорбционная спектроскопия), второй — по спектрам испускания атомов, молекул, ионов (см. Эмиссионный спектральный анализ). В зависимости от объектов и целей анализа выделяют 1) элементный (атомный) С. а.— определение элементного состава по атомным спектрам испускания и поглощения 2) молекулярный С. а.— определение молекулярного состава в-в гл. обр. по молекулярным спектрам поглощения, люминесценций и комбинац. рассеяния иногда по молекулярным спектрам можно судить и об элементном составе в-в. [c.537]

Чтобы получить информацию о химических частицах, рассмотрим сначала, как излучение взаимодействует с ними. При этом исключим из рассмотрения некоторые явления, такие как отражение, преломление и дифракцию, широко использующиеся в опектрохимических установках, которые подробно обсуждены в специальных учебниках. Ограничимся рассмотрением лишь взаимодействия излучения непосредственно с химической пробой. В последнем случае могут наблюдаться четыре явления поглощение, люминесценция, испускание и рассеяние. [c.611]

Эффект открыт в 1958 г. Р. П. Мессабауэром. Под этим названием часто объединяют явления испускания, поглощения и рассеяния у-квантов ядрами атомов без затраты энергии на отдачу ядер. Обычно исследуется поглощение у Излучения, поэтому эффект Мессбауэра часто называют также -у-резонансной спектроскопией (ГРС). [c.273]

Можно сделать некоторые замечания о сравнительных характеристиках абсорбционной и люминесцентной спектроскопии, а также спектроскопии КР. Хотя люминесцентные исследования обычно более чувствительны, чем абсорбционные, они ограничены кругом веществ, которые имеют возбужденное состояние, достаточно долгоживущее для спонтанного испускания с Л-фак-тором не более 10 с и способное эффективно конкурировать с предиссоциацией или другими безызлучательными процессами релаксации, которые экспериментатор не волен контролировать (но см. разд. 7.6). Более того, время жизни люминесценции накладывает ограничение на самую длинную временную шкалу в экспериментах с временным разрешением (около 10 с). Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом при поглощении или комбинационном рассеянии происходит примерно в течение одного периода волны, или около с в УФ-области. Поэтому промежуточные соединения реакции могут исследоваться с фемтосекундным временным [c.197]

Во флуориметрах с источником возбуждения, имеющим непрерывный спектр испускания, в качестве осветителя используют низковольтную лампу накаливания. Монохроматизирую-щими устройствами служат скрещенные светофильтры с границей скрещения, соответствующей спектрам возбуждения (поглощения) и излучения определяемого вещества. Первичный светофильтр (стеклянный или жидкостный) имеет широкук> область спектрального пропускания, соответствующую полосе поглощения флуориметрируемого раствора вторичный светофильтр поглощает пропущенный первичным светофильтром лучистый поток (рассеянный частями прибора и раствором) и по возможности полно пропускает свет, излучаемый определяемым веществом. Такие приборы особенно пригодны для флуориметрирования веществ, слабо поглощающих ультрафиолетовые излучения, но имеющих максимум возбуждения в желтой, оранжевой и красной областях спектра и флуоресцирующих соответственно в его более длинноволновой части. Для регистрации флуоресценции таких веществ следует применять фотоумножители с катодом, область чувствительности которого сдвинута далее к красному концу спектра, чем в приборах с ультрафиолетовыми осветителями. Как правило, при таком возбуждении яркость свечения одних и тех же растворов выше, чем при ультрафиолетовом возбуждении вследствие этого в ряде случаев можно достигнуть увеличения чувствительности флуоресцентных реакций и регистрировать фототок чувствительным микроамперметром без усиления. [c.62]

Рассмотрим задачу в следующей постановке. Слой изолирующего материала толщиной находится в равновесии с излучением. Полагается, что материал. цолжен быть серым, анизотропно рассеивающим, поглощающим и испускающим с коэффициентом поглощения к= кa+кs. При наличии радиационного равновесия серой среды (dqJfldг—Q) отсутствует необходимость различать изотропное рассеяние и поглощение с последующим испусканием. Ограничивающие стенки считаются черными. Как и для канала с теплоизолированными стенками, условие для степеней черноты нечерных поверхностей устанавливаются добавлением поверхностных сопротивлений (1—г ) 81 и (1—Е2)/е.2 к сопротивлению изоляции 1/ Г7-2, б, как это записано в уравнении (59) 2,9,3. Оптическая глубина (=К2 отсчитывается от одной из стенок и изменяется от О до t,=кL. [c.504]

Метод анализа по спектрам комбинационного рассеяния света. В методе использовано явление, открытое одновременно советскими физиками Г. С, Ландсбергом и Л. . Мандельштамом п индийским физиком Ч, В. Раманом. Это явление связано с поглощением веществом монохроматического излучения и последуичцим испусканием нового излучения, отличающегося длиной волны от поглощенного. [c.28]

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ, спектры испускания и поглрщеиия электромагн. излучения и комбинац. рассеяния света, принадлежащие свободным шш слабо связанным молекулам. Имеют вид совокупности полос (линий) в рентгеновской, УФ, видимой, ИК и радиоволновой (в т.ч. микроволновой) областях спектра. Положение полос (линий) в спектрах испускания (эмиссионных М. с.) и поглощения (абсорбционных М. с.) хараггеризуется частотами v (длинами волн X, = /v, где с-скорость света) и волновыми числами V = 1Д оно определяется разностью энергий и Е" тех состояний молекулы, между к-рыми происходит квантовый переход [c.119]

Вероятность переходов с испусканием илн поглощением излучения определяется прежде всего квадратом матричного элемента электрич. дипольного момента перехода, а при более точном рассмотрении - и квадратами матричных элементов магн. и электрич. квадрупольного моментов молекулы (см. Квантовые переходы). При комбинац. рассеянии света вероятность перехода связана с матричным элементом наведенного (индуцированного) дипольного момента перехода молекулы, т.е. с матричным элементом поляризуемости молекулы. [c.119]