Оптическое излучение насыщение

В соответствии с существующей в настоящее время теоретической концепцией получение абсолютно чистых веществ т. е. совершенно не содержащих примесей) принципиально возможно, но только в очень небольшой области концентраций для достаточно большой пробы чистого вещества и за более или менее ограниченный промежуток времени. Для контроля чистоты необходимы особо чувствительные методы анализа. Применение методов ультрамикроанализа позволяет осуществить мечту аналитиков — обнаружение отдельных атомов в матрице вещества. Одним из таких методов является лазерная спектроскопия. Вещество испаряют и атомы селективно возбуждают действием лазерного излучения в узкой области частот. Возбужденный атом затем ионизируется вторичными фотонами. Число испускаемых при этом свободных электронов фиксируют пропорциональным счетчиком. С помощью эффективно действующей лазерной установки можно ионизировать все атомы определяемого вещества. Метод, основанный на использовании этого явления, называют резонансной ионизационной опектро-скопией (РИС). Например, можно определять отдельные атомы цезия. В другом варианте метода — оптически насыщенной нерезонансной эмиссионной спектроскопии (ОНРЭС) — измеряют интенсивность флуоресцентного излучения возбужденных атомов. Чтобы отличить излучение определяемых элементов от излучения других компонентов пробы, длины волн флуоресценции сдвигают воздействием других атомов или молекул. Этим методом также можно определять отдельные атомы вещества, например натрия. [c.414]

Концентрации растворов С60 и С70 в четыреххлористом углероде составляли 0,18 и 0,015 мг/мл соответственно, т.е. исследуемые растворы далеки от насыщения. По данным [10], растворимость фуллеренов составляет 0,45 мг/мл для СбО в ССЦ и 0,12 мг/мл для С70 в ССЦ. Как видно из рис. 1.7,а, оптические плотности растворов С60 и С70 имеют характерные различия в зависимости от длины волны падающего излучения. В связи с этим представилось интересным провести калибровку исследуемых растворов на разных длинах волн. [c.20]

В видимой области можно применять любой бесцветный растворитель. Легко доступные метанол, этанол, диоксан и хлороформ имеют в ближней ультрафиолетовой области пределы пропускания до 240 ммк. Чистые насыщенные углеводороды, такие, как я-гексан и циклогексан, пропускают при более коротких длинах волн, и их можно использовать в тонких слоях вплоть до 175 ммк. Хотя интенсивности ультрафиолетовых полос изменяются в широких пределах, наиболее полезные для структурных исследований полосы имеют 8 10 000, Т. е. почти на два порядка больше, чему инфракрасных полос. Поэтому применяются весьма разбавленные растворы, так как если г = 10 , то при концентрации 10 моль1л оптическая плотность раствора в кювете толщиной 1 см составляет 1,0—величину, удобную для измерений. Для измерений необходим объем раствора 1 мл, так что обычно бывает достаточно 0,1 миллимоля вещества это весьма важно, особенно когда в распоряжении имеются очень небольшие количества природного продукта. Кюветы, обычно толщиной от 0,1 до , Осм, помещают между монохроматором и детектором. При таком расположении не происходит фотохимического разложения под действием излучения водородной лампы. В инфракрасной спектроскопии поступают иначе, помещая образец между источником и монохроматором. [c.189]

В оптической спектроскопии коэффициенты поглощения не зависят от интенсивности источника излучения. Это объясняется тем, что возбужденная система очень быстро (примерно за 10 с) возвращается в основное состояние, а освобожденная при этом энергия рассеивается в виде тепла. Напротив, в ЯМР-спектроскопии при большой напряженности вращающегося магнитного поля Н- (т. е. при большой амплитуде этого поля) может наблюдаться ослабление или даже полное исчезновение сигнала поглощения. Это явление (насыщение) является следствием изоляции ядер от окружающей их решетки ядра в отличие от электронов не могут отдать избыточную энергию путем соударений. Этот факт объясняет, почему в экспериментах по ядерному магнитному резонансу приходится использовать радиочастотное поле малой интенсивности. [c.21]

Применение кругового дихроизма. Количественный анализ при помощи КД возможен, хотя и не получил широкого распространения. В работе [II] сообщается об определении героина, кокаина и 12 других наркотиков. В принципе возможно определение любого оптически активного соединения в отсутствие других соединений, проявляющих КД в той же области. Например, при подпольном производстве кокаина в качестве разбавителей и добавок используют лактозу, лидокаин и бензокаин. Лактоза оптически активна, но в отличие от кокаина при насыщении не способна к селективному поглощению УФ-излучения (в том же интервале длин волн). Другие упомянутые соединения поглощают в этой же области (благодаря хромофорной бензольной группировке), но оптически неактивны и, следовательно, не мешают анализу. [c.219]

При увеличении оптической толщины слоя поглощение возрастает, а величина Лду, как это видно из формулы (1.16), стремится к единице. Это явление называется насыщением линии. Оно, очевидно, может быть отнесено как к линиям поглощения, так и к линиям испускания. Его физический смысл для линий испускания заключается в том, что при достаточно больщой оптической толщине плазмы излучение ее глубинных слоев практически нацело поглощается, не успевая выйти на поверхность (самопоглощение). Очевидно, что при увеличении толщины слоя центр линии ранее достигнет насыщения при этом интенсивность линии в центре, как видно из выражения (1.27), достигнет интенсивности излучения черного тела, нагретого до температуры, равной температуре плазмы. Естественно, что в этом случае слой плазмы не будет пропускать излучения от постороннего источника, частота которого попадает в область насыщения. Напомним, что подобная картина имеет место только в условиях, близких к равновесным. В случае нетеплового возбуждения свечения, например при хемилюминесценции, интенсивность линий может значительно превышать интенсивность излучения черного тела, температура которого равна температуре плазмы. [c.34]

Основным аппаратом большинства технологических схем в многоассортиментных химических производствах является реактор емкостного типа с механическим перемешивающим устройством, работающий в периодическом режиме. Основная операция, проводимая в таком реакторе — это химическая реакция, инициируемая различными способами нагреванием реакционной массы (насыщенным или перегретым паром, высокотемпературными органическими теплоносителями, металлами в ЖИДКОМ состоянии, индукционными токами и др.) облучением электромагнитным излучением оптического диапазона (фотолиз), облучением ионизирующим излучением (радиолиз) и т, п. Математическая модель изотермического периодического реактора при идеальном перемешивании реакционной массы включает уравнения химической кинетики, из которых определяется время процесса для заданной степени превращения реагента. [c.35]

В начале 60-х годов был создан лазер — источник когерентного стимулированного оптического излучения со следующими уникальными свойствами стимулированное излучение может быть получено на любой частоте в ИК, видимой и УФ областях спектра может быть высокомонохроматичным и иметь высокую временную когерентность и высокую интенсивность, вполне достаточную для насыщения поглощающего перехода, т. е. для возбуждения значительной части поглощающих атомов или молекул, может иметь длительность гораздо меньше времени жизни возбуждённых состояний атомов и молекул, а также имеет высокую пространственную когерентность, что позволяет коллимировать луч для облучения протяжённых объёмов вещества. [c.359]

Вопрос о связи физико-химических свойств веществ и цветовых характеристик, определенных по спектрам отражения или поглощения (цветовые координаты, светлота, тон), актуален как с фундаментальной научной, так и с прикладной точки зрения. Цель работы - исследование корреляционной связи межд]/ совокупностью свойств нефтехимических систем и их цветовыми характеристиками Изу ены 17 легких и высокомолекулярных систем (углеводородные топлива, крекинг -остатки и т.д.). Цветовые характеристики указанных веществ определялись п разбавленных оптически прозрачных толуольных растворах по спектрам поглощения в видимом диапазоне.Запись спектра проводилась в диапазоне 380 -.760 нм. Координаты цвета X, У, 2), координаты цветности (х, у, г), цветовой тон (Л), насыщенност) (1 ) и светлоту ( ) определяли по стандартной методике МКО [2] при трех источниках излучения А, В и С [c.76]

При использовании лазерного излучения большой мощности может возникнуть явлепне оптического насыщения перехода, т. е. явление, когда число переходов в атоме с нижнего уровня на возбужденный под действием квантов света источника возбуждения окажется равным числу переходов с возбужденного на нижний, возникающих как за счет спонтан]1ого излучения, так и за счет стимулированного излучения с возбужденного уровня. Таким образом осуществляется максимально возможное число оптических переходов между двумя энергетическими уровнями. Дальнейшее увеличение мощности излучения источника света не мо- [c.135]

Проблема утилизации высокоэнергетических материалов и изделий из них является важной народнохозяйственной задачей промышленного комплекса РФ. Одним из основных направлений реализации указанной задачи является создание двойных технологий по переработке ЭНМ в продукцию бьггового и промышленного назначения с использованием комплексов гибкого автоматизированного производства. В современных условиях с учетом специфических свойств ЭНМ достижение максимальной эффективности промышленного изготовления энергетически насыщенных объектов может быть выполнено только на основе интенсивных методов воздействия на перерабатываемые материалы вибрация, ультразвук, СВЧ-энергоподвод, магнитные и электрические поля, центробежные силы, излучение оптических и квантовых генераторов, кинетическая энергия газа и жидкости. [c.152]

Эффективность работы ДИК-лазера зависит от многих параметров способа накачки, давления и температуры рабочего газа, поляризации излучения накачки, параметров оптического резонатора, конкретный выбор которых определяется молекулярными характеристиками активной среды. Важнейшую роль играют скорости врап ательной и колебательной релаксаций, параметры насыщения переходов с поглощением и излучением. При недостаточно быстрой колебательной релаксации (эффект узкого горла ) инверсия заселенностей вращательных уровней в возбужденном колебательном состоянии будет существовать лишь в течение короткого промежутка времени после начала накачки, так как в результате вращательной релаксации, скорости которой выше скоростей колебательной релаксации, среди вращательных уровней быстро установится больцмановское распределение заселенностей. Возможно, в значительной степени с этим неучтенным должным образом в теории эффектом узкого горла связано расхождение в несколько раз эконериментальных и расчетных величин /Сус [12, 17]. Более полный учет процессов колебательной релаксации молекул и некоторых других эффектов приводит в случае непрерывного лазера на фторметане к лучшему согласию экспериментальных и теоретических значений его выходных параметров [29] (одна из программ расчета параметров ДИК-лазеров на ЭВМ описана в [30]). При низких давлениях рабочего газа и насыщении возбуждаемого перехода коэффициент усиления мал из-за малой абсолютной величины инверсии уровней. С ростом давления эта величина растет, однако растет и эффективность столк-новительной вращательной релаксации, приводящей к термализа-ции вращательных уровней. Из-за столкновительного уширения линии излучения уменьшается сечение вынужденного испускания. Кроме того, уменьшается скорость диффузии молекул, играющей важную роль в процессах колебательной релаксации. В результате Кус при давлениях выше некоторого оптимального начинает падать. Оптимальное давление большинства ДИК-лазеров составляет 4-ь40 Па, причем в одном и том же газе оптимальные давления для генерации на разных длинах волн обычно различны. [c.174]

Излучение ДИК-лазеров с оптической накачкой поляризовано. При линейно-поляризованном излучении накачки генерируемое излучение также лннейно-цоляризовано, причем взаимная ориентация плоскостей поляризации излучений определяется типами соответствующих переходов. В случае генерации на переходах между вращательными уровнями с квантовыми числами 1 порядка 10 и выше отношение коэффициентов усиления излучения, поляризованного параллельно Кус) и перпендикулярно К ус) К плоскости поляризации излучения накачки. Кус Кус, равно 3 при накачке и генерации на переходах в Q-вeтвяx (А/нак = =А/ген=0), 7г при накачке на переходах в Q-вeтви (А/нак = 0) и генерации на переходах в Р- или / -ветвях ([А/ген = 1) и при накачке и генерации на переходах в Р- или 7 -ветвях ( А/нак = IА/ген = 1) [38]. Здесь А/нак — изменение числа / в переходе, возбуждаемом при поглощении молекулой излучения накачки. А/ген — в переходе, на котором осуществляется генерация. Таким образом, преимущественно усиливается излучение либо одной, либо другой поляризации, и излучение ДИК-лазера соответствующим образом линейно-поляризовано. А именно, если А/нак — А/ген =0, генерируемое излучение имеет ту же поляризацию, что и излучение накачки, если А/нак — А/ген = 1, они поляризованы ортогонально. При насыщении возбуждаемого перехода анизотропия усиления существенно снижается [36]. [c.175]

По мере дальнейшего продвижения в коротковолновую область спектра становятся все более жесткими требования, предъявляемые как к активным молекулам, тт и к источникам накачки. Помимо высокого квантового выхода флуоресценции и достаточно интенсивного поглощения на длинах волн излучения накачки, молекула должна иметь сечение вынужденного испускания на разрешенном флуоресцентном переходе выше 0,5-10 см [106], а источник накачки из-за быстрого [пропорционально кубу частоты, см. формулу (1)] возрастания при таком продвижении вероятности спонтанного излучения должен обеспечивать все большую скорость накачки. Поэтому попытки [100, 106, 125] получить генерацию в диапазоне 340—300 нм е привели к успеху. Лишь недавно при накачке растворов фенилбензоксазола мощными лазерными импульсами очень короткой длительности (2,5 тс или 25 пс) удалось возбудить генерацию на двух длинах волн, 330 и 345 нм (одновременно) [126], что, однако, не меняет сложившейся ситуации. Следует заметить, что вблизи 300 нм флуоресцируют уже довольно сложные органические соединения. Простые соединения, например насыщенные углеводороды, флуоресцирующие с низким квантовым выходом в более коротковоотновой области спектра, непригодны для генерации излучения при оптической накачке [100, 106]. [c.191]

Сначала для использования в качестве химических дозиметров были рекомендованы некоторые сорта стекол, активированные серебром или кобальтом [21, 22, 191—195]. Измерение изме- нения оптических свойств этих стекол позволяло определять поглощенные дозы в случае рентгеновского или у-излучений примерно до 5 10 рад. При дозах, превышающих это значение, наблюдается насыщение кривой, выражающей зависимость изменения оптических свойств стекла от дозы, т. е. стекло при дальнейшем облучении не изменяет своих свойств. Введение в состав стекла некоторых ионов переменной валентности (Се +, Fe +, Мп,2+ и др.) ингибирует изменение окраски стекла при сравнительно низких дозах. Такие стекла изменяют свои оптические свойства лишь при достаточно высоких дозах. Согласно [196], в качестве такого иона переменной валентности можно использовать Sb +. В этом случае с помощью стекол, содержащих до 50% ЗЬгОз, а также МпОг, С03О4, AS2O3 или ReOa, можно измерять дозы в области от ГО до 10 рад. По данным [197], для измерения доз в диапазоне 10 —10 рад можно использовать боросиликатное стекло, содержащее кобальт. Согласно [198] стекла, имеющие в своем составе Мп, V, Fe, пригодны для определения доз в области от 10 до 2 Ю рад. [c.375]

Использование лазеров в качестве источников возбуждения имеет то важное следствие, что обычное уравнение переноса фотонов (закон Бера) строго справедливо в пределах нулевого потока падающего света п поэтому оно точно выполняется лишь для малоинтенспвных источников света. Высокая плотность излучения лазера, сфокусированного на атомный пар, может вызвать полное перераспределение населенности уровней, участвующих в процессе поглощения, до такой степени, когда уже больше не будет происходить поглощения, т. е. коэффициент поглощения уменьшится до пуля, когда будет достигнуто равновесие вынужденного испускания с поглощением. Такой эффект обычно называют насыщением оптического перехода [16—21]. В этом случае сигнал флуоресценции уже больше не будет пропорционален плотности падающего излучения источника и достигает своего предельного значения, определяемого свойствами атомной системы. [c.202]

Выбрав частоту возбуждающего излучения так, что Во2, В з, можно определить, т.е. время И-Г-релаксащш молекулы. Наличие иерархии времен ey7. позволяет подобрать диапазон интенсивности таким образом что поглощение определяется только сечением горячего перехода. Бвдно, что знак производной определяется знаком разности сечений, поэтому можно ожвдать как насыщения поглощения, так и роста оптической плотности. В случае равенства нулю производной при отличном от нуля времени сечения основного и горячего переходов совпадают. Это обстоятельство может быть использовано для точного определения сечения горячего перехода, поскольку точное знание времени в этом случае не является необходимым. [c.81]

Метан и другие насыщенные углеводороды. 11ри возбуждении электронным ударом и вакуумным ультрафиолетовым излучением метана и других насыщенных углеводородов наблюдаются интенсивные переходы на элек-тронно-колебательные возбужденные уровни, часть которых лежит ниже потенциала ионизации, а часть являются автоионизационными [152—157]. Спектры полных потерь энергии электронов и потерь на ионизацию показывают, что к ионизации молекул приводит лишь часть переходов в автоионизационные состояния. Высвечивание возбужденных состояний неэффективно (квантовый выход менее 10 ) [152], несмотря на то, что вероятности оптических переходов в поглощении превышают 10 сек . Фосфоресценция молекул связана с излучением возбужденных продуктов диссоциации [156]. Поскольку эти измерения проводились при малых давлениях (р < 10 мм рт. ст.), тушение возбужденных уровней при соударениях с другими молекулами маловероятно. Единственное объяснение отсутствия излучения ия возбуя денных состояний молекул состоит в том, что все они либо нестабильны, либо стабильны, но вероятности предиссоциации из них велики по срав нению с вероятностями радиационных переходов Г к ) 10 -Л (к/). В спектрах поглощения света и спектрах потерь энергии электронов не удается разрешить ни вращательной, ни колебательной структуры (исключение составляет этан, у которого наблюдалась колебательная структура в спектре) [152]. В работе [153] было высказано предположение, что возбужденные состояния являются нестабильными, и оценена вероятность распада из нижнего триплетного состояния — З-Ю " сек . Поскольку это значение является, по-видимому, завышенным, отсутствие структуры в спектрах может быть связано только с большой плотностью состояний [154]. [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология