Когерентность возбуждение

В разд. 4.2 мы дали классическое описание поведения невзаимодействующих спинов в фурье-экспериментах. В системах взаимодействующих спинов можно ожидать появления дополнительных эффектов, обусловленных более сложным характером преобразований под воздействием РЧ-импульсов. В этом случае нельзя рассматривать отдельные переходы, поскольку когерентное возбуждение воздействует на всю спиновую систему. Необходимость детального квантовомеханического рассмотрения фурье-экспериментов стимулируется в особенности развитием все более совершенных импульсных методов. [c.199]

Когерентное возбуждение атомов. Частота Раби. Перед изложением решения Раби для когерентного возбуждения атомов сделаем одно небольшое сравнение. Предыдущее изложение велось на языке квантовых представлений из поля с плотностью энергии р в некоторый момент времени поглощался фотон с энергией hu, и атом переходил в возбуждённое состояние. Переход происходил не сразу, так как при интенсивности лазерного импульса I = = 1000 Вт/см и сечении сгц 2,4 10 см А = 10 с Л = 6000 А, = 6 10 см ) скорость перехода оценивается как W 7,5 10 с , а время перехода как перех W 1,3 не. За это время атомы испытывают воздействие N = перех — 675000 периодов волны Л = 6000 А. [c.406]

Подчеркнем еще раз, что в данном случае рассматривается когерентное возбуждение большого числа молекул, или когерентный экситон, когда время переноса возбуждения Тм намного меньше времени внутримолекулярной колебательной релаксации (тм <С Тг). Именно большая величина Гг по сравнению с Тм и обеспечивает сохранение фазы возбуждения соседних молекул и образование когерентного экситона. Наличие резонансного взаимодействия между возбужденными молекулами, при котором целая область переходных диполей движется в одной фазе, проявляется в сдвиге и расщеплении полосы поглощения (см. 2, гл. XII). [c.405]

Для возникновения резонансных состояний колебательных мод необходим источник когерентного возбуждения. В случае электромагнитной волны или кулоновской поверхности условие когерентности предполагает коллинеарность потенциалов действия взаимодействующего пространства (поверхности) для различных времен. Если источник возбуждения имеет ограниченные пространственные размеры, то когерентное возбуждение ограничивается объемом пространства, в пределах которого некогерентное силовое поле строго компенсировано. Очевидно, что данное условие накладывает ограничения на возникновение когерентных процессов возбуждения аэрозольных частиц. [c.362]

Возбуждение колебательных мод в электрическом поле приводит к самоорганизации аэрозолей (рис. 6.3). Самоорганизация аэрозолей рассматривается как фазовый переход беспорядок - порядок [16]. На рис.6.3 приведены экспериментально полученные в лабораторных условиях упорядоченные структуры аэрозолей, имеющие кубическую симметрию, а также структура поля эмиссии фотонов от распадающегося в электромагнитном поле атмосферного водного аэрозоля (снимок справа), свидетельствующие в пользу возможности упорядочения аэрозолей и когерентного возбуждения частиц воды, сопровождаемого эмиссией света. Эмиссия света в данных условиях указывает на протекание неравновесных фазовых процессов, что требует отдельного рассмотрения. [c.363]

Перспективная система ультразвукового контроля будущего возможно будет основана на сочетании методов когерентной обработки сигналов, например акустической голографии, с лазерным способом излучения и приема импульсов. Этот способ обеспечит возбуждение и прием волн в локальной области, что соответствует требованию акустической голографии о широкой [c.271]

Если центр спектрального распределения падающего излучения достаточно близок к резонансной частоте возбуждения ядра атома (в пределах ширины линии), то рассеяние идет по двум каналам и вследствие когерентности процессов полная амплитуда рассеяния равна сумме парциальных амплитуд релеевского и резонансного рассеяний [c.226]

Повышения интенсивности рассеянного света можно добиться с помощью достаточно интенсивных световых потоков или мощных лазеров. Качество регистрации рассеянных квантов можно повысить, имея совершенное оптическое и электронное оборудование. Применение лазеров стимулировало развитие этой, уже ставшей классической, области спектроскопии. Лазеры не только повысили чувствительность спектроскопии обычного (спонтанного) комбинационного рассеяния, но и стимулировали развитие новых методов, основанных на вынужденном, например на антистоксовом, комбинационном рассеянии, носящем название когерентного антистоксового рассеяния света (КАРС) или, в частности, резонансного комбинационного рассеяния (РКР). При возрастании интенсивности падающего лазерного излучения становится значительной интенсивность рассеянного стоксового излучения. В этих условиях происходит взаимодействие молекул одновременно с двумя электромагнитными волнами лазерной vл и стоксовой V т = Vл — v , связанных между собой через молекулярные колебания с VI,. Такая связь (энергетическая) между излучением накачки и стоксовой (или антистоксовой) волной может привести к интенсивному поляризованному излучению на комбинационных частотах, другими словами— к вынужденному комбинационному рассеянию. Причем в этих условиях оказывается заметной доля молекул, находящихся в возбужденном колебательном состоянии, и в результате на частотах Гл + VI, возникает интенсивное антистоксово излучение. [c.772]

Как можно бьшо бы реализовать то, что называется когерентным контролем реакции в данном примере Предположим, что импульсом света можно возбудить продукт (состояние 2). Возбужденная молекула может, например, диссоциировать. Наибольший выход продуктов распада получится в том случае, когда этот импульс света подается в один из тех моментов времени, когда в результате когерентного движения система пол- [c.139]

С использованием подходящего фазового цикла, выделяющего сигналы, которые возникли благодаря двухквантовой когерентности, мы получим, что именно частоты двухквантовых переходов будут совершать эволюцию в течение периода Для оптимального эксперимента нам нужно выбрать такое значение т, чтобы создать максимальную двухквантовую когерентность. Мы также поместим я-нмпульс в центре интервала 2т для того, чтобы возбуждение не зависело от химических сдвигов [c.333]

Б.г. образуют эксимеры под действием пучка электронов, УФ-излучения или электрич. разряда на их смеси с галогенами, О2, фторсодержащими соед. Молекулы эксимеров существуют только в электронно-возбужденном состоянии. Переход из возбужденного состояния в несвязанное сопровождается когерентным излучением в широкой области спектра (100-600 нм), что используется для генерации лазерного излучения. Лазерное действие получено для КгР [c.297]

Индуцированное испускание наблюдается, когда дополнительный фотон с энергией, точно равной энергии поглощенного фотона, сталкивается с атомом, находящимся в возбужденном состоянии. Этот фотон соединяется со вторым фотоном от атома в возбужденном состоянии, что обусловливает усиление потока фотонов. Волна второго фотона по фазе совпадает с волной, которая вызвала его выделение, что приводит к полностью когерентному по фазе излучению. [c.166]

Харош и Хартман [16] показали, что формула (55) верна только при условии, что плотность падающего излучения сильного пучка несколько меньше его насыщающей плотности (Яо)нас При больших ПЛОТНОСТЯХ падающего излучения дробь в формуле (55) надо умножить на сложный коэффициент когерентности, который зависит от плотности падающего излучения, чтобы учесть когерентное возбуждение атомных диполей, по- глощаюших зондирующий пучок, сильным пучком. Коэффициент когерентности уменьшает высоту наблюдаемого пика и уширяет его. В отличие от формулы (55) модель Хароша и Хартмана также показывает, что в случае большого доплеровского уширения образец никогда не становится полностью прозрачным для зондирующего пучка его пропускание асимптотически прибли- [c.176]

Другой метод, свободный от ограничений, накладываемых доплеровским уширением,— это снектроскопня пересечения уровней [206], которая тол<е связана с когерентным возбуждением близко расположенных молекулярных уровней. В отличие от спектроскопии квантовых биений, где возбуждение производится короткими импульсами и наблюдаются интерференционные эффекты во временной шкале, здесь предпочтительнее непрерывное возбуждение, а интерференция между амплитудами флуоресценции с различных когерентно возбужденных уровней определяет пространственное распределение интенсивностей и поляризацию полной флуоресценции. Фазовые соотношения между амплитудами флуоресценции, вызывающие интерференционные эффекгы, зависят от расстояния между уровнями. Если это расстояние больше естественной ширины линии уровня, за время леизнп уровня разность фаз нз.меняется настолько быстро, что интерференционные эффекты пропадают. [c.298]

Используя полученные формулы, исследуем задачу о когерентном возбуждении ангармонического осциллятора импульсом резона сного поля [3,4]. Положим в (I) [c.56]

Мы только что сказали, что макроскопическая звуковая волна — это когерентно возбужденный поток длинноволновых фононов. Однако в обычных экспериментах возбуждается столь большое число фононов, что вполне оправданным является классическое рассмотрение. Поэтому, исследуя взаимодействие звуковой волны с электронами проводимости, можно звуковую волну описывать как классическое поле. При этом надо иметь в виду, что скорость распространения звуковой волны значительно меньше, чем скорость фермиевских электронов (5 <С 5 л 10 см1сек, а Vp 10 см/сек). Поэтому с точки зрения электронов звук частоты создает в металле переменное и неоднородное (но практически неподвижное ) поле сил с длиной волны Хзв = 2л5/(0. [c.374]

Лазерные источники когерентного света с перестраиваемой длиной волны излучения открыли возможность селективного возбуждения практически любых квантовых состояний атомов и молекул с энёр-гией возбуждения в диапазоне 0,1-ЮэВ в области длин от 0,2 до [c.179]

Изложенная теория рассматривает только когерентное (упругое) рассеяние электронов молекулами, при котором молекулы не переходят в возбужденное состояние. Однако при бомбардировке молекул быстрыми электронами происходит также и яекогвре тмо1 (неупругое) рассеяние электронов, при котором последние отдают часть своей энергии молекулам, переводя их в возбужденное состояние. При этом изменяется длина дебройлевской волны к падающих на моле- [c.294]

СВОЮ энергию на ионизацию, возбуждение и частично на диссоциацию молекул. Часть этой энергии преобразуется в энергию излучения—сцинтилляции. Фотоны сцинтилляций, попадая на катод ФЭУ, выбивают из него электроны, каждый из которых, ускоряясь в электрическом поле на пути к первому диноду, получает энергию, достаточную для того, чтобы выбить из него п электронов. Этот процесс, развиваясь лавинообразно от дннода к диноду, создает на выходе ФЭУ электрический импульс, пропорциональный количеству электронов, выбитых из фотокатода. С выхода ФЭУ импульс подается на усилитель, а затем на дискриминатор, который выделяет из всего спектра импульсов только те, амплитуда которых соответствует энергии когерентно рассеянных рентгеновских фотонов. [c.98]

Рис. 3.7. Диаграмма энергетических уровней, соответствующая процессу инфракрасной многоквантовой диссоциации. Когерентное многоквантопое взаимодействие (область I) является одним нз способов поглощения в зоне дискретных колебательных уровней. В области квазиконтинуума (И) возможны резонансные поглощения и возбуждение является ступенчатым процессом. Третья область (1И) лежит выше порога диссоциации.

Лазеры могут также использоваться для возбуждения в исследованиях комбинационного рассеяния света. Лазерная спектроскопия комбинационного рассеяния (КР) нашла ряд приложений в исследовании промежуточных продуктов фотохимических реакций. Высокая интенсивность и монохроматичность лазерного излучения обеспечивает методу КР чувствительность, которая недоступна с традиционными световыми источниками. Кроме того, появляется возможность изучения промежуточных соединений с временным разрешением. С перестраиваемыми лазерами становится возможной резонансная лазерная спектроскопия (РЛС). Когда длина волны излучения, возбуждающего комбинационное рассеяние, подходит к сильной полосе поглощения исследуемого образца, интенсивность КР увеличивается на шесть порядков по сравнению с обычным, нерезонансным возбуждением. Одним особенно важным вариантом лазерной спектроскопии КР является когерентная антистоксова спектроскопия комбинационного рассеяния (КАСКР), которая зависит от нелинейных свойств системы в присутствии интенсивного излучения и включает смешение нескольких волн. Высокая чувствительность получается вследствие того, что регистрация проводится скорее по люминесцентной, чем по абсорбционной методике. Паразитное рассеяние возбуждающего света ограничивает чувствительность традиционных исследований КР, но в экспериментах по КАСКР вблизи длины волны испускаемого излучения нет возбуждающего излучения, поэтому рассеянное возбуждающее лазерное излучение может быть отфильтровано. [c.197]

Переход возбужденного ядра в нормальное состояние, очевидно, происходит тогда, когда энергия индуцирующего кванта абсолютно равна энергии перехода возбужденного ядра в нормальное состояние. В этом случае вновь рожденный квант увлекается пролетающим в том же направлении и колебания их совпадают по частоте и фазе (когерентны). Однако резонанс легко расстраивается по следующим причинам. Во-первых, сотласно закону сохранения импульса, рожденный квант летит в одну сторону, а ядро в другую. В результате родившийся квант теряет часть 524 [c.524]

Во всех предыдущих лекциях отмечалось, что, например, при фотоин-дуциро ванном распаде молекул возникают РП в когерентном спиновом состоянии. Рассмотрим подробнее, как это происходит. Распад электрон-но-возбужденных молекул происходит достаточно быстро, так что спины электронов не успевают изменить свое состояние, они наследуют то состояние, которое они имели в молекуле-предшественнице. Следовательно, если молекула распадается из электронно-возбужденного синглетного состояния на два свободных радикала, то рождается пара радикалов, у которой неспаренные электроны находятся в синглетном состоянии. Если же молекула распадается из электронно-возбужденного триплетного состояния на два свободных радикала, то рождается пара радикалов, у которой неспаренные электроны находятся в триплетном состоянии. В обоих случаях оказывается, что РП образуется в квантовом когерентном состоянии. Давайте убедимся в этом. [c.137]

Количеств, оценка скорости Б. р. и расчет констант скорости-чрезвычайно сложная задача, требующая знания ф-ций распределения реаги ющих частиц и частиц продуктов по внутр. степеням свободы. Информация о столкновениях между отдельными молекулами на предварительно выбранных энергетич. уровнях стала доступной благодаря использованию молекулярных пучков метода. Для экзотермич. р-ций очень важно исследование ф-ции распределения молекул продуктов по колебательно-вращательным состояниям. Если это распределение сильно неравновесно, запасенная в молекулах энергия м. б. непосредственно превращена в когерентное электромагн. излучение хим. лазера. Другое практич. применение сведений о кинетике неравновесных Б. р. связано с возможностью избирательного увеличения скорости эндотермич. р-ций путем предварительного перевода молекул реагентов в определенные возбужденные С0Ст0Яни.Ч. Е.Е. Никитин. [c.286]

Задачи Д.э.а. бимолекулярных р-ций-выяснение того, какова роль энергии разл. степеней свободы молекул реагентов в преодолении потенц. барьера, разделяющего исходное и конечное состояния (см. Энергия активации), а также вычисление ф-ции распределения выделяющейся при р-ции энергии по степеням свободы частиц продуктов. Решение этих задач обеспечивает возможность стимулирования данной р-ции, напр, посредством предварит, возбуждения определенного рода колебаний в молекулах реагента ла-зерньпи излучением. Удается установить предпочтительную форму выделяющейся при р-ции энергии (постулат., колебат. или вращательную), что позволяет использовать тот или иной процесс для вторичного преобразования энергии (напр., для преобразования энергии хим. р-ции в энергию когерентного излучения лазера, см. Лазеры химические). Величины, к-рые характеризуют кинетику бимолекулярных процессов - неупругих столкновений или р-цнй обмена, замещения, отрыва и т. п.,-это детальные сечения р-ции или микроскопич. константы скорости (см. Бимолекулярные реакции). [c.67]

ЛАЗЕРЫ ХИМИЧЕСКИЕ, устройства для прямого преобразования энергии хим. р-ции в энергию когерентного электромагн. излучения. Инверсия населенности уровней обусловлена неравновесным распределением энергии хим. р-ции по степеням свободы молекул продукта. Для создания Л. х. используют р-ции, скорость к-рых превышает скорость установления равновесного распределения выделяющейся энергии. Как правило, это р-ции с участием химически активных атомов или радикалов Среди них особое место занимают цепные и разветвленные цепные р-ции, в к-рых химически активные центры (атомы и своб. радикалы) воспроизводятся (в разветвленных р-циях-размножаются) в ходе р-ции. Для создания нек-рого начального числа активных центров (инициирования цепной р-ции) необходимо затратить энергию. Поэтому чем больше длина цепи р-ции, тем большее кол-во хим. энергии переработается в лазерное излучение и тем меньшую роль будут играть затраты энергии на создание активных центров. При этом решающее значение имеет т. наз. хемолазерная длина цепи, определяемая как отношение скорости продолжения цепи к скорости релаксации возбужденных молекул, используемых для генерации когерентного излучения (но не к скорости гибели активных центров). Чем больше хемолазерная длина цепи, тем выше эффективность лазера по отношению к затратам энергии на инициирование р-ции. [c.567]

Р-ция между атомарными фтором и водородом приводит к образованию колебательно возбужденных молекул HF, к-рые генерируют изл>чение с длиной волны в диапазоне 2,7-3,2 мкм. Замена водорода дейтерием дает возможность получить когерентное излучение в диапазоне длин волн 3,8 4,2 мкм Высокая т-ра в камере сгорания ( 1800 К) позволяет создать высокоскоростной сверхзвуковой поток реагентов, что чвеличивает мощность лазера. Гелий выполняет роль гам-разбавителя, препятствующего катастрофич повышению т-ры в лазерной зоне, к-рое могло бы привести к срыв , генерации и тепловому запиранию сверхзвукового потока. [c.568]

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]

Генерация лазерного излучения считается примером временной С. Лазер непрерывного действия-сильно неравновесная открытая система, образованная возбужденными частицами (атомами, молекулами) и модами электромагн. поля в резонаторе. Неравновесность этой системы поддерживается непрерывным притоком энергии от виеш. некогерентного источника (накачкой). При малых интенсивностях накачки излучение системы состоит из не сфазированных между собой цугов волн. С повышением интенсивности накачки вплоть до нек-рой пороговой величины излучение системы становится когерентным, т.е. представляет собой непрерывный волновой цуг, в к-ром фазы волн жестко скоррелированы на макроскопич. расстояниях от излучателя. Этот переход к генерации когерентных колебаний можно интерпретировать как С. [c.291]

Поглощение и испускание излучения атомами при изменении энергетического состояния их электронов лежит в основе действия лазера (слово лазер составлено из первых букв английских слов, описьгаающих принцип действия этого устройства—усиление света при стимулированном испускании излучения). В обычных условиях атом, поглотивший энергию, быстро испускает фотон и возвращается в основное состояние. В лазере интенсивный источник внешней энергии, например электрический разряд в газовой трубке, поддерживает большое число атомов в одном из возбужденных состояний. В этих условиях один фотон, самопроизвольно испущенный каким-либо возбужденным атомом, заставляет другие возбужденные атомы испускать фотоны, которые в точности совпадают по фазе, т. е. когерентны, с исходным фотоном и имеют совершенно одинаковую с ним длину волны. Эти фотоны в свою очередь стимулируют испускание фотонов новыми атомами, и возникает каскадный процесс испускания фотонов. В результате образуется когерентный волновой фронт фотонов, имеющих одинаковую длину волны и одинаковую фазу. Лазеру придают цилиндрическую форму, а на его концах помещают два параллельных зеркала, образующих оптический резонатор. Одно из зеркал делают полупрозрачным, и оно пропускает часть когерентного излучения лазера. [c.69]

Эксперименты по переносу населенности, по-вндимому, дают ключ к решению задачи при условии, что существует механизм распространения возмущения населенности вдоль всей цепи. Кроме того, они обладают некоторыми характерными практическими преимуществами. Импульсные искажения приводят к появлению нежелательных поперечных компонент намагниченности, но их можно подавлять фазовым циклирова-нием, импульсными градиентами постоянного поля или введением коротких произвольных задержек. Поскольку для создания инвертированной населенности требуются лишь РЧ импульсы, нет необходимости в фазовой когерентности импульсов селективного возбуждения индивидуальных переходов. Вопрос сводится к тому, какой вид селективного возбуждения населенности практически доступен. [c.30]

ДО и отличаются селективным подготовительным импульсом, приводящим к полосе возбуждения частот, параллельной оси СО2. Кроме того, необходимо ограничить частотный диапазон по 02- Селективные импульсы можно объединить в одну смешанную последовательность, приводящую к когерентному переносу только между диапазонами частот ДГ2 и 16, ). Такой селективный 2М корреляционный эксперимент, названный авторами работы [20] 8оГ1-С08 , обеспечивает преимущество в чувствительности по сравнению с неселективными аналогами. [c.47]

Под действием гауссова импульса не возникает никаких других когерентностей, отличающихся от возбуждаемых в 2М-экспериментах. Например, в 1М OSY-эксперименте перенос только антифазных когерентностей к связанному спину относительно одиночной связи является единственным эффектом 90°-го смешивающего импульса. Характеристики возбуждающего импульса при условии, что он воздействует лишь на переходы спина / , не оказьшают какого-либо влияния на интенсивности и фазы других линий результирующих мультиплетов. Однако их общая интенсивность зависит от эффективности возбуждения соответствующих когерентностей. В этом отношении гауссов импульс удовлетворяет всем необходимым требованиям, которые были рассмотрены выше, так как его амплитудно-частотная характеристика имеет широкое плато, а затем круто спадает до нуля. Простое рассмотрение уравнения (33) достаточно для выбора оптимальной величины [c.62]

Рис. 23. Диаграмма путей когерентности для случая возбуждения одиночньш импульсом

Как можно видеть на диаграмме когерентностей, селективный 90 -й импульс создает 1 п Г когерентности. В течение задержки 6.1, равной 1/2J(H, Н), эволюционирует антифазовая намагниченность 2/ протона 2, связанного с первым возбужденным протоном I. Затем она преобразуется в 2/ д. посредством жесткого 90°-го импульса р2. Таким образом, в момент приема фазовые намагниченности всех протонов, связанных с селективно возбужденным протоном, развиваются и их можно зарегистрировать. [c.76]

Совершенно иной метод селективного возбуждения для селективного TO SY-эксперимента показан на рис. 33 [65]. Сначала все протоны возбуждаются жестким 90°-м импульсом с последующим расфазировани-ем импульсным градиентом gl. Затем селективный 180 -й РЧ импульс изменяет порядок когерентности нужного протона, а перефазирование достиг ается последующими импульсными градиентами g2 и g3. Этот метод имеет практическое преимущество, состоящее в том, что гораздо проще калибровать 180 -й селективный импульс, чем 90°-й. Более того, можно показать, что фаза 180°-х селективных импульсов относительно жестких импульсов не имеет значения. Это позволяет использовать сдвинутые по частоте селективные импульсы, которые работают на специаль- [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология