Электромагнитные волны Электронная система

Планетарная модель атома достаточно наглядно представляла строение атома. Пользуясь этой моделью, можно было объяснить некоторые свойства химических элементов, например способность одних атомов образовывать только положительно заряженные ионы, а других — только отрицательные. Однако планетарная модель атома находилась в противоречии с законами классической электродинамики, согласно которым вращающийся вокруг ядра электрон должен излучать энергию в виде электромагнитных волн. В соответствии с законом сохранения энергии излучение энергии электроном должно неизбежно сопровождаться уменьшением его скорости и электрон неминуемо должен упасть на ядро, в результате чего атом в виде планетарной системы должен перестать существовать. Иначе говоря, атомы должны излучать энергию в виде непрерывного, сплошного спектра и погибать как таковые. [c.45]

Будем считать молекулу электронной системой, характеризуемой невозмущенными волновыми функциями, -а электромагнитное поле — возмущением. Рассмотрение переменного электромагнитного поля световой волны требует применения теории возмущений, зависящих от времени. Теория выражает молекулярные константы — поляризуемость и магнитную восприимчивость — через матричные элементы электрического и магнитного дипольных моментов, т. е. моменты перехода. В обычной немагнитной среде материальные уравнения электромагнитного поля имеют вид [c.293]

Подвижность я-электронной системы отражается также в электронных спектрах поглощения. Максимум поглощения находится при более длинных волнах (180.. . 200 нм), чем у алканов. Поглощение электромагнитного излучения в этом случае связано с возбуждением я-электронов. Электрон со связывающей я-орбитали переходит на разрыхляющую я-орбиталь. Такой электронный пе- [c.108]

Системы, содержащие неспаренные электроны, будучи помещены в магнитное поле напряженностью Я, могут поглощать энергию электромагнитных волн. В случае свободного электрона наложение магнитного поля создает два различных энергетических уровня, которые может занимать электрон. Образование двух энергетических уровней в магнитном поле, т. е. эффект Зеемана, является результатом наличия магнитного момента у электрона, который вследствие условий квантования может быть либо параллелен, либо антипараллелен полю. Разность энергий hv между уровнями дается соотношением (1), приведённым ранее при описании теоретических основ ЯМР. Величина hv равна g H, где р — магнетон Бора, g — постоянная Ланде, или фактор спектроскопического расщепления, который для свободных электронов близок к 2,000. Для углеродных радикалов в конденсированной фазе. -фактор отклоняется от значения, точно равного 2,000, лишь в третьем десятичном знаке [92]. В случае серусодержащих или кислородных радикалов наблюдаются большие отклонения, и -факторы имеют значения около 2,025. В газах свободные радикалы могут иметь любое значение g- от О до 2. [c.432]

Первое противоречие, которое возникает при такой картине строения атома, связано с тем, что, согласно теории электричества, рассмотренная система зарядов, если представлять ее статической (неподвижной), не может быть устойчивой. Если же предположить, что электроны вращаются вокруг ядра, то, двигаясь с ускорением (при вращении электрона изменяется направление вектора его скорости), они должны все время испускать электромагнитные, волны и, следовательно, терять энергию. Такая потеря энергии приводила бы к уменьшению скорости их вращения и падению на ядро. Ничего подобного в действительности не происходит. Атомы устойчивы, их размеры порядка 10 см, и они излучают свет только при возбуждении. В то же время, [c.8]

Представим себе покоящийся в пространстве протон с его положительным зарядом, а отрицательный и также покоящийся электрон, необходимый для нейтрализации, расположим на столь значительном расстоянии, что силовое электростатическое взаимодействие между зарядами практически будет отсутствовать вся система будет характеризоваться энергией взаимного положения (потенциальной), а кинетическая энергия будет равна нулю. Мысленно сближая электрон с протоном, мы будем констатировать уменьшение общей потенциальной энергии и переход ее в энергию движения электрона, а также и в энергию излучаемых атомом электромагнитных волн. Причем возрастание кинетической энергии приближающегося к атомному ядру электрона будет равно половине убыли потенциальной энергии вторая половина энергии излучается или уходит каким-либо иным способом. В этом состоит коренное различие между падением метеорита или камня на землю и падением электрона в направлении ядра. Напомним,-что при падении камня потенциальная энергня практически полностью переходит в кинетическую. [c.75]

Несмотря на то, что теория строения атома Бора имела большое значение для развития физики, она не отражала действительную картину поведения электрона, так как совместить законы обычной механики и положения квантовой теории невозможно. Атом, построенный аналогично планетарной системе, не может существовать, так как движение по замкнутой орбите есть движение с ускорением, а всякое тело, несущее заряд и двигающееся с ускорением, непременно должно излучать энергию в виде электромагнитных волн. Таким образом, электрон непрерывно теряет энергию и должен упасть на ядро. Вместе с тем атом стабилен, и это означает, что электрон не может быть обычной частицей, отличающейся от макротел только своими размерами. [c.15]

Линейный ускоритель. В установку входит электронная пушка, инжектирующая электроны внутрь секции волновода, по которой проходят бегущие электромагнитные волны. Ускоренные электроны обладают такой же энергией, которая приобретается при прохождении электростатического потенциала 4 Мв. Главной особенностью линейного ускорителя является как раз то, что в системе не имеется такого рода потенциалов и, следовательно, [c.88]

Волновая теория света, развивавшаяся до сих пор как теория упругих колебаний в универсальной среде — эфире, была переформулирована в терминах теории электромагнитных волн. Несколько позже при исследовании катодных лучей был открыт электрон и получила развитие химическая теория ионов в связи с гипотезой об электролитической диссоциации. Общепринятым стало представление о том, что атомы являются системами, построенными из электронов и положительных ионов. Возникла, основанная на этом представлении, ветвь физики, называемая электронной теорией материи , программой которой явилось объяснение свойств материи с помощью законов электромагнитного поля. [c.12]

Наряду с суммарной интенсивностью электронного перехода во многих случаях можно выделить и интенсивности переходов с определенной поляризацией. При этом, так как взаимодействие молекулярной системы с электромагнитной волной в общем случае носит анизотропный характер, вероятности переходов — для различной ориентации электрического или магнитного поля — волны могут оказаться существенно различными, а это определяет пол г-ризацию полосы поглощения (см. правила отбора, стр. 265). [c.128]

Против сходства с планетарной системой говорит и другой факт. Согласно электромагнитной теории света заряженный электрон, совершающий движение по замкнутой орбите, должен вызывать электромагнитную волну, образующуюся за счет движения электрона. В результате этого следовало ожидать, что энергия движения должна уменьшаться, пока электрон не упадет на ядро. Устойчивость атома и в этом случае говорит против сходства с планетарной моделью. Об этой устойчивости атома свидетельствует наличие для кал<дого элемента своего характерного для него линейчатого спектра, обусловленного определенной частотой излучения. С точки зрения электромагнитной теории света частота излучения должна была бы меняться. [c.45]

Спектрофотометрические методы анализа основаны на взаимодействии вещества с излучением ультрафиолетовой (УФ) и видимой областей электромагнитного спектра, а именно на избирательном поглощении излучения в этих областях спектра. Избирательность поглощения обусловлена частичной перестройкой электронного состояния вещества под влиянием излучения, переходами системы от одного энергетического уровня к другому. Интенсивность поглощения при электронных переходах для любой длины волны определяется вероятностью перехода и размером молекулы. Для возбуждения электронных уровней необходимо излучение УФ-участка спектра. Если электронные уровни молекул расположены достаточно близко друг к другу, то для осуществления перехода между ними достаточно воздействия излучения видимого участка спектра. [c.21]

Одним из первых исследований по теории комбинационного рассеяния в кристаллах явилась работа И. Е. Тамма [366]. В этой работе комбинационное рассеяние света рассматривается как результат взаимодействия нормальных колебаний, соответствующих электромагнитным волнам, с механическими нормальными колебаниями кристаллической решетки — фононами. Формально такие процессы возникают при включении в гамильтониан системы, состоящей из электронов, ядер и поля излучения, наряду с квадратичными слагаемыми слагаемых третьего и более высоких порядков по амплитудам кристаллических колебаний. [c.407]

Э. Резерфорд допускал, что электрон движется вокруг ядра подобно, например, тому, как Земля движется вокруг Солнца, т. е. по обычным законам механики, тогда как согласно классической электронной теории ускоренно движущийся электрон должен излучать энергию в виде электромагнитных волн. Вследствие такого излучения энергия электрона все время уменьшалась бы, движение его замедлялось и он, постепенно приближаясь к ядру и исчерпав энергию, упал бы на него, что привело бы к прекращению излучения электромагнитных волн. На это потребовалось бы, как показывают расчеты, доли секунды. Но этого не происходит атомы устойчивые системы (радиоактивный распад атомов не принимается во внимание). Кроме того, поскольку скорость движения электрона должна бы непрерывно уменьшаться, то длины электромагнитных волн должны меняться непрерывно и вещества должны бы давать сплошной спектр излучения. На самом же деле спектр света, испускаемого раскаленными парами и газами, имеет линейчатый характер. Указанные противоречия между теорией Э. Резерфорда о строении атома и действительной его природой устраняются квантовой теорией строения атома. [c.52]

Как видно, законы механики и положения Бора, отражающие поведение электрона в атоме, совместить невозможно. Кроме того, атом, построенный подобно планетной системе, не мог бы существовать и миллионной доли секунды. Дело в том, что движение по замкнутой орбите есть движение с ускорением, а всякое тело, несущее заряд, двигаясь с ускорением, непременно должно излучать энергию в виде электромагнитных волн. [c.76]

Так как все три перечисленных выше эффекта могут налагаться друг на друга, молекулярные спектры, в отличие от атомных, слагаются не из отдельных линий, а из ряда полос ( полосатые спектры ). Область электромагнитных волн, в которой расположена данная система полос, определяется характером электронного перехода, распределение отдельных полос внутри системы — изменениями колебательной энергии, а тонкая линейчатая структура полос — изменениями вращательной энергии. [c.100]

Спиновое квантовое число з (равное +7г и —7г) определяет собственный момент количества движения электрона. Наличие спина обусловливает появление магнитных свойств орбитального магнитного момента (вследствие движения электрона в атоме) и спинового магнитного момента. В том случае, если в системе имеются неспаренные электроны (радикалы, ион-радикалы, парамагнитные ионы), в постоянном магнитном поле наблюдается резонансное поглощение электромагнитных волн. Это явление открыто советским физиком Е. К. Завойским в 1944 г. и лежит в основе важного метода изучения свободных органических радикалов, так называемого электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). [c.11]

Рассеяние света происходит при взаимодействии электромагнитных волн с электронами рассеивающего вещества. Падающие волны вызывают периодические колебания в системе электронов, испускающих вторичные волны, которые и составляют рассеянное излучение. В него входят также дифрагированная, преломленная и отраженная составляющие, имеющие большое значение при рассеянии света макроскопическими частицами. Существуют два пути рассмотрения явления замена электронов линейным осциллирующим диполем или группой диполей и теория электромагнитного [c.114]

Положительные ядра обладают значительно большей инерцией, чем электроны, и, следовательно, осцилляторы, которые их изображают, имеют собственную частоту колебаний, намного меньшУю, чем электронные осцилляторы. Итак, если взаимодействие между электромагнитными волнами и способной к колебаниям молекулярной моделью рассчитать точно так же, как влияние периодически действующей силы на механическую систему, то получается известное из механики явление вынужденных колебаний. Совпадение частоты возбуждающих колебаний и возбужденной системы приводит к явлению резонанса, которое при отсутствии затухания могло бы вызвать бесконечно большую амплитуду колебаний. Подобный резонанс возникает также между электромагнитными волнами и материей, вызывая избирательное поглощение, при котором следует еще особо учитывать явление затухания . Согласно сказанному выше, должны получиться две отдельных области избирательного поглощения, что и происходит в действительности. При этом одна область, которая соответствует колебаниям ядер, приходится на низкочастотную инфракрасную область спектра, а другая, обусловленная колебаниями электронов, расположена либо в ультрафиолетовой, либо в видимой области спектра. Частота колебаний видимого света уже настолько велика, что ядра атомов, собственная частота колебаний которых ввиду большой массы расположена в инфракрасной области, не МОГУТ за ними следовать и, стало быть, не оказывают никакого влияния на преломление света в видимой области спектра. Таким образом, дисперсия видимого и ультрафиолетового света вызывается исключительно электронами. [c.113]

ЭПР-спектроскопия широко применяется для исследования объектов, в которых практически нет собственных неспаренных электронов. В изучаемую систему вводятся так называемые метки, или парамагнитные зонды,— вещества, которые содержат неспаренные электроны. В молекулах меток содержится атом азота с неспаренным электроном на 2ря-орбитали. Изучая спектры ЭПР, полученные в микроволновом диапазоне частот электромагнитных волн, можно судить о переносе меток через мембрану, получать информацию о характере вращения молекул и изучать фазовые переходы в мембранных системах под действием различных факторов. Однако при интерпретации результатов, полученных методом ЭПР-спектроскопии, следует учитывать возможные изменения свойств объекта, которые могут произойти при введении в него метки. [c.124]

Элементарная теория Эйнштейна не может объяснить (даже качественно) спектральные характеристики фототока, закон распределения фотоэлектронов по энергиям, температурную зависимость фототока и многое другое. Это оказалось под силу, в принципе, только современной квантовомеханической теории кристаллических тел [31. Однако решение общей задачи об электронном токе в вакууме (при Т + 0), вызванном взаимодействием системы электронов с электромагнитным полем световой волны, практически в настоящее время невозможно. Поэтому приходится идти путем приближенных решений. Так, в рамках модели свободных электро- [c.414]

Для определения микроструктуры, размеров, формы частиц и концентрации загрязнений могут быть использованы оптические свойства нефтепродуктов. Проходя через нефтепродукты, являющиеся дисперсными системами, свет поглощается, отражается и рассеивается частицами загрязнений. Энергия, поглощаемая нефтепродуктами, преобразуется в другие виды энергии — комбинационное рассеяние, инфракрасное и тепловое излучение и т. п. Отражение света поверхностью частиц происходит по законам геометрической оптики, если размеры частиц превышают длину волны. Явление рассеяния сводится к взаимодействию падающей электромагнитной энергии с электронами рассеивающего вещества. В зависимости от ориентации центров рассеяния, их размеров и концентрации характер рассеяния может быть различным. [c.19]

Радиационную химию можно определить как науку, изучающую химические явления в системах, происходящие при поглощении ионизирующего излучения. Это определение включает химические изменения, вызванные излучением радиоактивных ядер (а-, р- и 7-излучения), частицами высокой энергии (электронами, протонами, дейтронами и т. д.) и электромагнитным излучением с короткой длиной волны (с длиной волны менее 250 А, т. е. с энергией примерно более 50 эа). [c.7]

Не спасает положения и естественное, казалось бы, предположение о том, что электроны вокруг ядра движутся по эллиптическим орбитам подобно планетам вокруг Солнца На эту мысль наталкивает сходство сил всемирного тяготения с кулоновскими Такая планетарная модель атома удержалась в физике до наших дней, но не более как наглядное изображение Реально атом в форме такой планетарной системы не может существовать, так как вращающиеся вокруг ядра электроны движутся ускоренно Но тогда они, как всякие ускоренно движущиеся заряженные частицы, должны излучать электромагнитные волны Действительно, если застав1пъ электроны двигаться по кругу (как в ускорителях элементарных частиц — синхротронах), то возникнет электромагнитное синхрот-ронное излучение [c.9]

Конечно, рассчитанные теплоты реакций можно сопоставить с калориметрическими измерениями, но опять-таки полуколичественно В результате оказывается, что количественные сопоставления результатов квантово-химических расчетов возможно проводить пишь дпя таких экспериментов, в которых в хорошем приближении молекула выступает как индивидуальная система, слабо зависящая от окружения, влиянием которого можно пренебречь Это, во-первых, эксперименты по дифракции электронных пучков на молекулах в газовой фазе и, главное, спектральные эксперименты Последние особенно важны потому, что, в сошасии со вторым постулатом Бора, индивидуальные молекулы, если так можно сказать, ничего не умеют делать , кроме как поглощать или излучать электромагнит энергию и рассеивать падающие на нее частицы При этом наименьшее воздействие на моле оты оказывает именно взаимодействие с квантами электромагнитного излучения не очень высокой энергии В оптических и микроволновых спектрах молекул содержится вся информация, которую, в принципе, можно получить, решая соответствующее уравнение Шрёдингера Именно поэтому результаты теоретических расчетов молекулярных спектров дпя различных диапазонов шкалы электромагнитных волн (ультрафиолетовая и видимая обпасти, инфракрасная и микроволновая) дают наилучшую базу дпя контроля качества всех важнейших этапов квантово-химических вычислений путем сопоставления их с реальными спектрами Алгоритмы таких вычислений составляют содержание теории молекулярных спектров Эта теория образует отдельную главу теоретической фшики молекул, и поэтому ее более или менее подробное изложение не является нашей задачей Мы здесь [c.334]

Пусть на атом или молекулу действует электромагнитное поле световой волны, вызывая квантовые переходы (так называемое оптические переходы). Электромагнитное поле светововй волны оказывает на электрон системы обычно гораздо меньшее влияние, чем кулоновское поле ядер и других электронов, поэтому его действие можно- считать возмущением. Кроме того, часто бывает достаточно ограничиться при расчетах лишь влиянием электрического поля, так как магнитное поле действует на электрон значительно слабее. [c.145]

Ферми-системы с бозе-конденсацией зарядов представляют собой пространственно-коррелированную структуру куперовских пар, элек-трон-дырочных возбуждений и фононов [2]. Роль фононов в динамике сверхпроводников заключается в обмене энергией между электронами неравновесного сверхпроводника и внешней средой. Прямое влияние фононов определяет процессы поглощения рассеянной энергии среды, обратное - проявляется в виде преобразования энергии электронов в электромагнитную энергию. Особое значение процессы преобразования энергии, осуществляемые в сверхпроводниках, приобретают в связи с явлениями стимуляции сверхпроводимости в связанных состояниях жидкофазных систем и переноса электронов в виде электромагнитных волн. [c.130]

Регистрацией изменения pH люминола под воздействием электромагнитного поля показано, что при облучении раствора электромагнитной волной происходит уменьшение его значения до 9, что может быть связано с расходом ион-радикала гидроксила и появлением радикала в системе, что подтверждает перенос электронов из люминольного комплекса во внешнюю среду. [c.191]

Поглощение электромагнитного излучения в ультрафиолетовой (УФ) или видимой области с длиной волны от 100 до 800 нм приводит к возбуждению валентных электронов (см. раздел 1.5.7). По аппаратурному принципу различают, области вакуумной УФ-спектроскопии (100—200 нм), ультрафиолетовой (200—400 нм) спектроскопии и спект-роскопни видимой области (400—800 нм). Особенно легко возбуждаются я- и /г-электроны, в особенности если они являются частью сопряженной системы. В таком случае говорят о или же /г- я -пере-ходах, полосы поглощения которых лежат в ультрафиолетовой или видимой области. Для возбуждения а-электронов необходимы большие энергии, поэтому полосы поглощения, соответствующие а- перехо-дам, лежат в области вакуумной УФ (около 125—140 нм). В табл. 1.1.3 даны общие сведения о положении полос поглощения в электронных спектрах ряда соединений и интенсивности этих полос (выражаемой коэффициентом экстинкции г). [c.43]

Исследуемый образец в виде металлографического или минералогического аншлифа помещают в вакуумную объектную камеру микроанализатора. В процессе анализа образец наблюдается в оптический микроскоп и может перемещаться с помощью микроподач без нарушения вакуума. Таким образом осуществляется выбор и анализ строго фиксированной точки на поверхности шлифа. Специальная электронно-оптическая система, состоящая из электронной пушки и электромагнитных линз, создает сфокусированный на образце электронный пучок диаметром около 1 мк. Электроны с энергией до 50 кэв возбуждают атомы вещества в объеме в несколько кубических микрон и вызывают рентгеновское излучение. Излучение разлагается в спектр на рентгеновских спектрометрах с изогнутыми монокристаллами. Интенсивность спектральных линий измеряется счетчиками Гейгера, сцинтилляциопными (в коротковолновой области длин волн) и пропорциональными проточными счетчиками (в длинноволновой области) с соответствующими радиотехническими блоками для регистрации импульсов и записи интенсивности на самопишущем потенциометре. [c.60]

Микроанализатор (рис. 23.1) состоит из электрон-но-оптической системы для получения узкого пучка электронов (электронная пущка и две электромагнитных линзы) одного или более рентгеновских спектрометров для анализа излучения по длинам волн и интенсивностям светового микроскопа Для выбора участка образца, предназначенного для исследования устройства для получения растрового изображения объекта с использованием для модуляции интенсивности на экране катодно-лучевой трубки сигнала от спектрометра (интенсивности того или иного рентгеновского характеристического излучениия). [c.567]