Масса циклотронная

Принято вводить еще одну эффективную массу — циклотронную маСсу т%, определяемую равенством [c.335]

ИОНИЗАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ, ИОННЫЙ ЦИКЛОТРОННЫЙ РЕЗОНАНС И ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ [c.313]

Спектрометр ИЦР, выпускаемый в настоящее время промышленностью, представляет собой по существу масс-спектрометр, в котором используется метод регистрации сигнала спектрометров магнитного резонанса. Как и в масс-спектроскопии, в этом методе генерируется положительный ион с массой т и зарядом е. В однородном магнитном поле Н этот ион ускоряется и движется по круговой орбите, плоскость которой перпендикулярна направлению магнитного поля. Движение иона по этой орбите описывается циклотронной частотой выражаемой как [c.329]

Широкое применение новейших физических методов исследования ИФ- и УФ-спектроскопии, спектроскопии ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса, ион-циклотрон-ного резонанса, масс-спектроскопии, лазерной техники, рентгеноструктурного анализа и т. д. [c.9]

Частицы, которыми бомбардируют ядра-мишени, подвергаются предварительно разгону в различных ускорителях (циклотрон, синхрофазотрон и др.). Наиболее часто используются а-частицы и дейтроны, у которых отношение массы к заряду равно 2, реже используют протон Н, у которого отношение массы к заряду равно 1 и поэтому накопление энергии в этом случае относительно меньше. Иногда пользуются ядрами других элементов, которые могут накопить очень большое количество энергии. Соотношение энергий частиц при одинаковых условиях ускорения в магнитных и электрических полях циклотрона таково протон — 10 МэВ, дейтрон— 20 МэВ, а-частица — 40 МэВ, а ядро атома азота 7N — 140 МэВ. [c.65]

Опыты по циклотронному резонансу при Т = 4 К (см. гл. VI) дают для компонентов тензора эффективной массы электрона следующие значения [c.236]

Циклотронная частота и масса [c.334]

Рис. 140. Орбита электрона в й-пространстве (а) к определению циклотронной массы (б)

Циклотрон изобретен в 1929 г. американским физиком Эрнестом -Орландо Лоуренсом (1901—1958). На этом циклотроне положительные ИОНЫ (протоны, дейтроны или другие легкие ядра) получают последо- вательные ускорения при многократном прохождении разности потенциалов в несколько тысяч вольт. Заряженные частицы движутся при этом по кругу под действием. магнитного поля, создаваемого большим магнитом, между полюсами которого помещен аппарат (рис. 20.1). Циклотроны можно использовать для ускорения частиц примерно до 100 МэВ. Но большие энергии оказываются недостижимыми, ибо релятивистское изменение массы частицы приводит к тому, что она движется не в фазе с переменным электрическим полем. [c.589]

В циклотронах положительные ионы, испускаемые каким-либо источником, ускоряются резонансно с изменяющимся магнитным полем. В циклотронах можно получать частицы с энергией до 40 МэВ (а-частицы). Частицы с более высокой энергией не могут быть получены на циклотронах из-за значительного увеличения массы движения ускоряемой частицы, тогда как условие постоянства массы является одним из принципов конструирования циклотронов. [c.79]

Сольватация реагентов и продуктов р-щш значительно влияет на относит, силу к-т. Существуют методы исследования равновесий между протоном и основаниями в газовой фазе, иапр масс-спектрометрия высокого давления и ион-циклотронный резонанс, где отсутствуют эффекты сольватации На основании результатов указанных исследований составлена шкала сродства к протону - энергетич эффекта протонизации одного моля оснований в газовой фазе. [c.395]

Масс-спектрометры циклотронного резонанса. [c.368]

В это уравнение входит скорость света с, равная 3,0-10 м/с. Смысл уравнения Эйнштейна заключается в том, что при ядерных реакциях частица массой т может превратиться в излучение с энергией Е (подробнее об этом см. гл. 24). Например, расщепление ядра атома гелия на четыре составляющие его элементарные частицы требует затраты энергии 4,5-10 Дж, и при этом масса четырех полученных частиц возрастает соответственно на 5-10 г. Такие взаимные превращения массы и энергии происходят в циклотронах и других ускорителях элементарных частиц на них основано действие ядерных источников энергии (атомных электростанций) и ядерного оружия. [c.33]

После ионизации вещества ионы разделяются в масс-анализаторе в соответствии с их отношением массы к заряду. В настоящее время используют пять типов анализаторов магнитный секторный анализатор, квадрупольный фильтр масс (квадрупольный масс-спектрометр), квадрупольная ионная ловушка, времяпролетный анализатор и циклотронно-резонансный анализатор (масс-спектрометр на основе ион-циклотронного резонанса, ИЦР-спектрометр). Детектирование ионов в большинстве случаев проводят при помощи электронного умножителя, хотя применяют также и другие детекторы. В процессе анализа формируется огромное количество данных, поэтому для их сбора, хранения, обработки и интерпретации используют наиболее современные мощные компьютерные системы и программное обеспечение. [c.259]

Рис. 9.4-7. Масс-анализаторы. а — секторный масс-анализатор с двойной фокусировкой б — времяпролетный анализатор в — циклотронно-резонансный анализатор.

Масс-спектрометрия ион-циклотронного резонанса с фурье-преобразованием [c.277]

Реакцию между ионом аммония ЫН и триметиламином (СНз)зМ, аналогичную реакции (4.16), изучали методом импульсной масс-спектрометрии ионного циклотронного резонанса [115]. Представленная на рис. 4.2 диаграмма изменения энергии Гиббса объясняет, что происходит с реагентами при переходе от газовой фазы к водному раствору. В газовой фазе продукты реакции устойчивее исходных веществ на 92 кДж- МОЛЬ . В водном растворе вследствие преимущественной сольватации иона NH4 (за счет образования водородных связей) в ходе реакции энергия Гиббса уменьшается всего на 3 кДж- МОЛЬ , поэтому в состоянии равновесия в водном растворе концентрация ионов аммония в 10 раз выше, чем в газовой фазе. [c.139]

Разработанные в течение последних двадцати лет три новых экспериментальных метода позволили изучать в газовой фазе и ионные реакции. К ним относятся импульсная масс-спектро-метрия с ионным циклотронным резонансом (ИЦР), импульсная масс-спектрометрия высокого давления и изучение послесвечения [469—478] (см. также литературу, приведенную в разд. 4.2.2). Хотя в основе этих методов лежат различные независимые физические принципы, полученные с их помощью результаты изучения кислотно-основных и других ионных реакций хорошо согласуются между собой (погрешность не превышает 0,4—1,3 кДж-моль или 0,1—0,3 ккал-моль ) и считаются не менее достоверными, чем результаты изучения реакций в растворах. [c.183]

Существует несколько типов анализаторов масс, разделяющих ионы по величине отношения их массы к заряду магнитные секторные анализаторы, квадрупольные фильтры масс, времяпролетные анализаторы, приборы ионно-циклотронного резонанса, В подавляющем большинстве приборов встречаются первые два вида анализаторов. [c.132]

Масс-спектрометрические методы позволяют определить отношение массы к заряду, на основании которого можно судить о составе ионов, генерируемых, например, при использовании метода электронного удара или фотоионизации. Наряду с составом ионов можно определить энергии (потенциалы появления), которые требуются для образования ионов. Масс-спектрометрические методы не дают прямой информации о структуре ионов, однако она может быть выведена на основании последующей фрагментации ионов в масс-спектрометре [28] или при использовании двойного резонанса в случае ион-циклотрон-резонансной спектроскопии [29]. [c.525]

Замечательно, что различные методы изучения поверхностей Ферми металлов не только великолепно дополняют друг друга (рис. 148), но и дают достаточно избыточной информации для перекрестной проверки, В каждом методе измеряют прежде всего какую-нибудь одну существенную характеристику поверхности Ферми экстремальные сечения (эффект де Гааза—ван Альфена,. Шубникова — де Гааза), эффективные массы (циклотронный резонанс— см. гл. VHI) экстремальные диаметры (магнетоакустический резонанс — см. гл. VH), фермиевские скорости (угловая зависимость поглощения ультразвука) и общие топологические свойства — существование и ориентацию открытых траекторий (ориентацйонная зависимость магнетосопротивления). [c.343]

Для обеспечения правильной работы циклотрона разгоняющее поле должно находиться в резонансе с оборотами частиц, которые зависят от их зарядов и масс. Применимость первоначального варианта циклотрона была ограничена быстрым возрастанием массы частиц при их очень больших скоростях (рис. ХУМЗ), что нарушает условия резонанса. Сохранить эти условия оказалось возможным путем использования принципа синхротрона, т. е. ускорителя, учитывающего изменение массы частиц. Такой учет осуществляется путем соответствующего изменения либо частоты переменного электрического поля, либо [c.517]

Для оценки порядков фигурирующих в выражении (614) величин вычислим Ло в газе свободных элементрв с плотностью, отвечающей металлическому натрию. Примем т п1т = 1. В этом случае 2 j, // o = 0,15 К/кЭ. Из условия /JqT < 2 л%Н, где н-в = = еп/2т н с — эффективный магнетон Бора, а гпн — циклотронная масса, определяющаяся как выражение (607а), следует, что, даже если температуру образца поддерживать равной 1 К, нужны поля около 20 кЭ. Для сферической изоэнергетической поверхности Ао — лкр. Для натрия Лo 3 10 см . Согласно (614), А (1/Я) 5-10 (я ДЯ/Я ). Следовательно, при поле 20 кЭ расстояние между соседними максимумами составляет около 0,2 Э. [c.341]

Ионоселективные электроды, пер. с англ.. М., 1972 Н и-кольский Б. П., Матероаа Е. А., Ионоселективные электроды, Л., 1980 К а м м а н К., Работа с ионоселективными электродами, пер. с нем., М., 1980. i5. П. Никольский. ИОН-ЦИКЛОТРОН ный РЕЗОНАНС, радиоспектроскопический метод измерения массы ионов. Камеру масс-спектрометра (см. Масс-спектрометрия) с исследуемым в-вом помещают в однородное магн. поле напряженностью Н. Ион с массой т и зарядом q перемещается по круговой орбите радиуса г со скоростью . Угловая частота этого движения (D = v/r — qHfm (с — скорость света) наз. циклотронной. Для ее измерения и вычисления т используют источник перем. электрич. поля метрового или дециметрового диапазона, частота к-рого изменяется в широких пределах. При совпадении частоты источника с циклотронной частотой энергия электрич. поля частично поглощается этот резонанс регистрируется чувствит. приемником. [c.227]

В злектрич. спектроскопии газов регистрируют поглоще-ше злектрич. компоненты радиочастотного электромагн. воля, обусловленное переходами между уровнями энергии, соответствующими вращат. движению молекул, обладающих пост. электрич. моментом (микроволновая спектроско-вии). Электрич. радиоспектроскопич. методом является также ион-циклотронный резонанс, к-рый в равной мере относят и к масс-спектрометрии. [c.491]

В газовой фазе И. р. образуются при электронном ударе, диссоциативной ионизации (см. Масс-спектрометрия), а также в условиях ион-циклотронного резонанса. Для жидкой фазы общий метод-электрохим. окисление или восстановление. АР получают также р-цией субстратов с сольватиро-ванным электроном или донорами электроноа, в качестве к-рых используют щелочные и щел.-зем. металлы, др. орг. АР, орг. анионы и нек-рые соед. с низким потенциалом [c.266]

Существует более 10 типов динамич. масс-анализаторов квадрупольный, время-пролетный, циклотронно-резонансный, магнитно-резонанс[1ый, радиочастотный, фарвитрон, омегатрон и др. Ниже рассмотрены наиб, широко применяемые масс-анализаторы. [c.661]

Циклотронно-резонансный масс-анализатор-ячейка в виде прямоугольного параллелепипеда или куба, помещенная в однородное магн. поле. Ионы, попадая в ячейку, движутся в ней по спиральной траектории (циклотронное движение) с частотой где Я-напряженность магн. поля, т. е. ионы с одинаковыми значениями m/z имеют определенную циклотронную частоту. Действие прибора основано на резонансном поглощении энергии ионами при совпадении частоты поля и циклотронной частоты ионов. На применении циклотронно-резонансного масс-анализатора основан метод ион-циклотронного резонанса, к-рый используют для определения массы ионов, в частности мол. ионов, образующихся при ионно-молекулярных р-циях в газовой фазе анализа структуры высокомол. ионов определения кислотно-основных св-в в-в. Для легких ионов R = 10 . Первый масс-спектрометр ион-цмслотронного резонанса построен Г. Соммером, Г. Томасом и Дж. Хиплом (США, 1950). [c.661]

Важную роль в установлении М. р. играет исследование природы продуктов и промежут. в-в методами УФ, ИК и гамма-резонансной спектроскопии, ЭПР, ЯМР, масс-спект-рометрии, хим. поляризации ядер, электрохим. методами и т.п. Разрабатываются способы получения и накопления высокоактивных промежут. продуктов ионов, радикалов, возбужденных частиц с целью непосредственного изучения их реакц. способности. Для получения констант скорости тех стадий сложной р-ции, в к-рых участвуют высокоактивные частицы, информативно моделирование этих стадий в специальных ( чистых ) условиях, напр, путем проведения р-ций при низких т-рах (до 100-70 К), в ионном источнике масс-спектрометра высокого давления, в ячейке спектрометра ион-циклотронного резонанса и т.п. При изучении гетерогенно-каталитич. р-ций важно независимое исследование адсорбции всех участвующих в р-ции в-в на пов-сти катализатора, изучение спектров адсорбир. частиц в оптич. и радиочастотном диапазонах, а также установление их природы физ. и физ.-хим. методами (рентгеновская и У Ф фотоэлектронная спектроскопия, оже-спектроскопия, спектроскопия энергетич. потерь электронов и др.). [c.75]

Элементарные реакции. Для установления М. р. привлекают как теоретич. методы (см. Квантовая химия, Динамика элементарного акта), так и мiioгoчи лeнныe эксперим. методы. Для газофазньк р-ций >io молекулярных пучков метод, масс-спектрометрия высокого давления, масс-спектрометрия с хим. ионизацией, ионная фотодиссоциация, ион-циклотронный резонанс, метод послесвечения в потоке, лазерная спектроскопия-селективное возбуждение отдельных связей или атомных групп молекулы, в т.ч. лазерно-индуцированная флуоресценция, внутрирезонаторная лазерная спектроскопия, активная спектроскопия когерентного рассеяния. Для изучения М. р. в конденсир. средах используют методы ЭПР, ЯМР, ядерный квадрупольный резонанс, хим. поляризацию ядер, гамма-резонансную спектроскопию, рентгено- и фотоэлектронную спектроскопию, р-ции с изотопными индикаторами (мечеными атомами) и оптически активными соед., проведение р-ций при низких т-рах и высоких давлениях, спектроскопию (УФ-, ИК и комбинационного рассеяния), хемилюминесцентные методы, полярографию, кинетич. методы исследования быстрых и сверхбыстрых р-ций (импульсный фотолиз, методы непрерывной и остановленной струи, температурного скачка, скачка давления и др.). Пользуясь этими методами, зная природу и строение исходных и конечных частиц, можио с определенной степенью достоверности установить структуру переходного состояния (см. Активированного комплекса теория), выяснить, как деформируется исходная молекула или как сближаются исходные частицы, если их несколько (изменение межатомных расстояний, углов между связями), как меняется поляризуемость хим. связей, образуются ли ионные, свободнорадикальные, триплетные или др. активные формы, изменяются ли в ходе р-ции электронные состояния молекул, атомов, ионов. [c.75]

Совр. метод масс-спектрометрии с использованием Ц. р.-спектрометрия ИЦР с преобразованием Фурье (ИЦР ПФ). Резонансное поглощение ионами электромагн. энергии происходит в анализаторе. Высокочастотное электрич. поле Позволяет вдентифицировать ионы по резонансному поглощению энергии при совпадении частоты поля и циклотронной частоты ионов с послед. фурье-анаг1изом (см. Фурье-спектроскопия) сигнала. Интенсивность сигнала от фуппы ионов массы т,- и заряда представляет собой экспоненциально затухающую косинусоиду [c.375]

Если в ячейке спжтрометра находятся ионы с разл. массами и возбуждено циклотронное движение всех ионов, ситал представляет собой сумму сигналов от отдельных фупп /=r/i(i), преобразование Фурье к-рой дает серию пиков на оси частот в положениях, соответствующих циклотронным частотам со,-, с высотами, пропорциональными А,. В соответствии с ф-лой (1) частотный спектр преобразуется в спектр масс. [c.375]

Цикл измерения масс-спектра в методе ИЦР ПФ состоит из интервала времени создания ионов в ячейке временной задержки (при необходимости) для превращения ионов или их взаимод. с др. частицами импульса возбуждения циклотронного движения ионов, подаваемого на пластины 3 и 4 интервала времени измерения сигнала от свободно вращаю-гцихся ионов с пластин 5 и 6 до импульса очистки ячейки от всех ионов выворачиванием потенциальной ямы, что достигается п гтем подачи на пластины 1 и 2 потенциалов обратной полярности. Т. обр., пауза между интервалом времени, в к-ром ионы создаются, и интервалом времени, в к-ром они анализируются по массам, может составлять часы. В результате метод дает возможность исследовать разл. медленные процессы взаимод. ионов с молекулами, электронами и светом. Высокая разрешающая способность метода позволяет использовать его для разделения дуплетов и мультипле-тов в масс-спектрах. Методом ИЦР ПФ впервые разделен дуплет Не - Т и измерена разность масс ионов. [c.375]

В масс-спектрометрии используют четыре различных принципа разделения ионов комбинация магнитного и электрического секторов, квадрупольный фильтр, времяпролетные анализаторы и циклотронно-резонанС1Ш1е системы. [c.274]

Четвертый тип масс-анализаторов — циклотронно-резонансный масс-анализатор с фурье-преобразованием (ИЦР-ФП-спектрометр или МСФП, масс-спектрометр с фурье-преобразованием), еще пока не получил широкого распространения в аналитической практике. Для разделения ионов используют ячейки различной геометрии на рис. 9.4-7,е изображена кубическая ячейка. Ячейка находится в магнитном поле В. Ионы образуются либо внутри ячейки, либо во внешнем ионном источнике. Ячейка состоит из двух расположенных напротив друг друга пластин-ловушек, двух возбуждающих пластин [c.277]

Для проведения микроанализа лазерный луч (обычно излучение учетверенной частоты К(1 АС-лазера, А = 266 нм, длительность импульса 10-20 не) фокусируют в пятно диаметром 1-2 мкм на поверхности образца при помощи оптического микроскопа. В результате лазерного импульса генерируются атомные и молекулярные ионы, которые анализируются во времяпролетном масс-спектрометре. Недавно в ЛММС-приборах стали использовать спектрометры ион-циклотронного резонанса с фурье-преобразованием. [c.321]

В настоящее время определены кислотности и основность многих органических соединений в газовой фазе, чему способствовало освоение в течение последних 20 лет трех новых экспериментальных методов. К их числу относятся импульсная масс-спектрометрия высокого давления (0,1—1300 Па) (МСВД) [22, 23, 118J, послесвечение в быстром потоке газа, например гелия, при давлении около 10 —10 Па [119] и спектрометрия ионного циклотронного резонанса (ИЦР) с импульсным [c.133]

Пентакоординированные карбониевые ионы образуются за счет присоединения, когда катион связывается с уже насыщенным центром молекулы. Наиболее достоверно такой процесс доказан для газофазных реакций (масс-спектрометрия высокого давления, ион-циклотронная резонансная спектроскопия), при которых протоны или крупные катионные (карбениевые) частицы взаимодействуют с насыщенными молекулами уравнение (И) [15]. Водородный изотопный обмен в растворе метана в РЗОзН/ЗЬРз можно объяснить промежуточным образованием пентакоординированного алкана, однако возможны и другие объяснения [16]. Протонированные алканы можно рассматривать как интермедиаты в процессах изомеризации и фрагментации [16], а также при анодном окислении [14] насыщенных углеводородов в суперкислой среде. [c.520]

Иоииый циклотронный резонанс. Селективный нагрев ионов одного сорта является привлекательным способом разделения ионов с различной массой. Один из способов селективного нагрева — выбор частоты приложенного электрического поля V вблизи ионной циклотронной частоты нужного изотопа [c.295]

Для разделения изотопов с малой относительной разницей в. массах (Дт /т,) плазму следует удерживать в очень однородно.м маггштно.м поле (ДВ/В<Дт,/т.). Поперечные размеры объема, в котором создается магнитное поле, должны превышать максимальный циклотронный радиус выделяемого изотопа. Кроме того, для компенсации объемного. заряда необходимо использовать ВЧ-обмотки специальной конструкции. [c.295]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология