Света рассеяние неупругое

В некоторых случаях в специальном режиме можно получить ИК-спектры испускания нагретых образцов и/или при использовании охлаждаемых детекторов (см. разд. 9.2.2). КР-спектры формируются при неупругом рассеянии света молекулами (см. рис. 9.2-1). Для возбуждения КР-спектров требуются монохроматичные лазерные источники в видимой или ближней ИК-областях, например, Аг+-лазер (488 нм) или К(1 АС-лазер (1,06 мкм). Комбинационное рассеяние относится к очень слабым эффектам. Только около 10 падаюш,его излучения претерпевает упругое рассеяние. Эта часть излучения формирует рэлеевскую линию, имеющую такую же частоту, что и возбуждающее излучение. Около 10 ° падающего излучения приводит к возбуждению колебательных или вращательных уровней основного электронного состояния молекул. Это является причиной потери энергии падающим излучением и вызывает сдвиг полосы в длинноволновую область по сравнению с рэлеевской линией (стоксов сдвиг). Антистоксовы линии с большей частотой, чем падающее излучение, можно наблюдать, когда рассматриваемые молекулы до взаимодействия с лазерным излучением уже находятся в возбужденных колебательных состояниях (при более высоких температурах) (рис. 9.2-2). При комнатной температуре антистоксовы линии слабее, чем стоксовы. Соотношение интенсивности стоксовых и антистоксовых линий является функцией температуры образца (почему ). [c.167]

В отличие от многих резонансных методов исследования энергетических уровней по обнаружению частиц или частот, непосредственно характеризующих молекулярный или ядерный процесс, спектроскопия КР базируется на нерезонансном явлении неупругого рассеяния света. [c.212]

В 1928 г. Раман обнаружил экспериментально, что в рассеянном излучении наблюдаются линии слабой интенсивности, отсутствующие у падающего излучения. Разности частот между слабыми линиями и возбуждающей линией являются характерными для рассеивающего вещества и не зависят от частоты возбуждающей линии. Комбинационное рассеяние можно рассматривать как неупругое рассеяние фотона молекулой. Оно отличается от флуоресценции или фосфоресценции (разд. 18.3), при которых образец не имеет полосы поглощения при длине волны падающего света. Другими словами, для изучения комбинационного рассеяния можно использовать любую длину волны. Интенсивность рассеянного излучения пропорциональна четвертой степени его частоты. [c.477]

Методы исследования полимеров за последние 20 лет изменились мало из бесспорно новых можно назвать, пожалуй, лишь нейтронное рассеяние и неупругое рассеяние света. Сюда можно добавить Фурье-спектрометрию, поскольку тут уже, по уровню информативности и быстродействия, количество получаемой информации переходит в качество. Но почему никому не удалось наблюдать критические явления при переходах в полимерах (если не считать критической опалесценции растворов ниже критической температуры) Нет оснований полагать, что они слабы. В приборах ли тут дело, слабости самих эффектов (снова почему ) или просто в нежелании их искать [c.400]

При неупругом рассеянии частота рассеянного света отличается от частоты падающего света и дает две побочные полосы, называемые пиками Бриллюэна (рис. 13.18). [c.214]

Метод комбинационного рассеяния света использовали и в классической спектроскопии. Суть его заключается в неупругом столкновении фотона Ау1 с частицей А с заданной внутренней энергией Е [c.123]

Неупругое рассеяние (рэлеевско-бриллюэновское рассеяние), характеризующееся тем, что частота рассеянного света отличается от частоты падающего света. Подобное светорассеяние оценивается с помощью спектроскопии Рэлея — Бриллюэна (разд. 13.5). [c.196]

При комбинационном (неупругом) рассеянии сечение при близительно на три порядка величины меньше, чем соответствующее сечение рэлеевского рассеяния. Рассеянное излучение претерпевает сдвиг по частоте относительно падающего на величину, равную разности энергий стационарных состояний рассеивающей молекулы. Спектроскопия комбинационного рассеяния света представляет собой мощный инструмент для дистанционной индикации, потому что она дает возможность как идентифицировать, так и количественно определять количества микрокомпонент относительно основных составляющих смеси. [c.353]

Колебательная спектроскопия включает также метод комбинационного рассеяния. Спектроскопия комбинационного рассеяния основана на явлении неупругого рассеяния света. Энергия рассеиваемого света отличается от энергии падающего света на величину, соответствующую энергии колебательного возбуждения. Взаимодействие между светом и колеблющейся молекулой зависит от ее поляризуемости. Соответствующий оператор, по которому определяется правило отбора, представляет собой оператор квадрупольного момента, включающий квадраты координат. Уравнение (4.25) определяет гейзенберговскую матрицу для (Х . Эта матрица имеет ненулевые элементы на диагонали и на расстоянии двух элементов от нее. На первый взгляд может показаться, что Ап должно быть равно 2, однако исследование матричных элементов показывает, что они зависят только от ненулевых элементов матрицы О. Поэтому правило отбора в спектроскопии комбинационного рассеяния, выраженное через Ап, в приближении гармонического осциллятора должно было бы совпадать с правилом отбора в спектроскопии инфракрасного поглощения. Однако в дальнейшем мы убедимся, что существуют налагаемые симметрией правила отбора, которые неодинаковы для инфракрасной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. [c.86]

Скейлинговое соотношение (6.37) для полуширины линии спектра неупругого рассеяния света при фиксированном волновом векторе q можно переписать в виде (в рамках приближения Кирквуда) [c.201]

Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР) — это раздел оптической спектроскопии, изучающий рассеяние монохроматического света, которое сопровождается изменением его частоты. Комбинационное рассеяние было открыто одновременно и независимо советскими физиками Л. И. Мандельштамом и Г. С. Ландсбергом и индийскими физиками В. Раманом и С. Кришнаном. Причина комбинационного рассеяния — неупругое соударение кванта света с молекулой. При этом часть энергии может уйти на возбуждение молекулы, которая перейдет на более высокий уровень. Тогда энергия рассеянного света будет меньше энергии падающего света на величину энергии перехода. В спектре рассеянного света кроме линии падающего света с волновым числом vo появляются линии с волновым числом Vlстоксовы линии). Энергия перехода характеризуется разностью Av,=vo —VI. Если молекула находилась в возбужденном состоянии, то при соударении с квантом света она может отдать ему свою энергию возбуждения и перейти в основное состояние. Тогда энергия рассеянного излучения возрастает и в [c.247]

Наряду с неупругим рассеянием имеется возможность так называемого сверхупругого рассеяния, когда квант света встречается с молекулой, находящейся в первом возбужденном состоянии. В этом случае молекула отдает кванту избыток энергии, а сама переходит в основное состояние [c.76]

Колебательная спектроскопия. Для изучения колебательных энергетич. уровней макромолекул используют четыре экспериментальных метода инфракрасную С., С. комбинационного рассеяния света, Фурье-С. и неупругое рассеяние тепловых нейтронов. Теоретич. основы, экспериментальная техника и возможности [c.235]

Неупругое рассеяние света [c.218]

Фиг. 5.11. Ширина линии Г (Г) для неупругого рассеяния света.

Фиг. 5.11. <a href="/info/2959">Ширина линии</a> Г (Г) для <a href="/info/131039">неупругого рассеяния</a> света.

Таким образом, просачивание весьма слабое. В действительности при выводе формулы (7.51) в оригинальной работе [22] проницаемость с самого начала была опущена. Релаксационные свойства волнообразной моды в принципе можно изучать, как и в случае нематиков, с помощью неупругого рассеяния света (техника оптического гетеродинирования). Интенсивность здесь достаточная. Основная проблема — это приготовить очень совершенный монокристалл. [c.361]

Было обнаружено, что рассеяние видимого света молекулами частично сопровождается изменением его частоты по сравнению с частотой падающего света. Происхождение этого эффекта основано на взаимодействии квантов света (Л О с молекулой. Его можно сравнить с неупругим столкновением между двумя молекулами, так как часть энергии кванта света поглощается молекулой, порождая атомные колебания, а остаток выделяется в виде световой волны с меньшей энергией, а следовательно, с более низкой частотой. Если же, наоборот, с квантом света взаимодействует молекула, и.меющая колебательный или вращательный уровень выше основного уровня молекулы, то передача энергии, сопровождающая столкновение, происходит в обратном направлении и рассеянный свет будет обладать большей энергией и более высокой частотой. Получаемые таким образом линии называются антистоксовскими линиями. Изменения в частоте, сопровождающие комбинационное рассеяние света любой длины волны, идентичны и называются комбинационными частотами или линиями, обозначаемыми знаком Ду . [c.196]

Эксперименты по неупругому рассеянию света в прозрачных магнитных материалах позволяют получить важную информацию о магнонах. Проведенные исследования [211—215] посвящены следующим основным вопросам [c.567]

Для измерения вязкости являющихся жидкостями нематиков пригодны все методы, применяемые при работе с обычными жидкостями и перечисленные, например, в [28]. Вследствие простоты наибольщее распространение получили методы, связанные с измерением времени протекания НЖК по капилляру при заданной скорости сдвига. Оказалось, что из-за анизотропии измеряемая величина вязкости чувствительна к большому количеству параметров, не всегда принимаемых во внимание в обычной вискозиметрии. Это — скорость сдвига, ориентация молекул на стенках капилляра, внешнее магнитное или электрическое поле, изменение которых приводит к изменению эффективной вязкости вследствие изменения ориентации молекул в потоке. Поток может стать неоднородным даже при очень малых скоростях сдвига при определенном соотношении коэффициентов Лесли. В то же время анизотропия свойств НЖК приводит к возможности использования иных методов регистрации вязкости, например, различных оптических и емкостных. Вязкость является комплексной частью модуля сдвига, поэтому для ее измерения могут применяться ультразвуковые методы. Наличие анизотропии распространения и поглощения ультразвука приводит к отличию значений вязкости, измеряемых ультразвуковым и капиллярным методами. К ультразвуковому методу примыкает определение коэффициентов вязкости НЖК при измерении спектра неупругого рассеяния света на приповерхностных волнах. [c.18]

Возникновение спутников основной частоты получило название комбинационного рассеяния (КР) света или эффекта Рамана (в зарубежной литературе). Оно было открыто независимо и одновременно советскими физиками Мандельштамом и Ландсбергом и индийскими физиками Раманом и Кришнаном. Вероятность неупругого столкновения мала, поэтому стоксовы линии слабые, интенсивность их в миллионы раз меньше релеевской, при фотографировании требуется длительная, часто многочасовая экспозиция. Еще более слабы ан-тистоксовы линии, так как вероятность сверхупругого рассеяния еще меньше (при низких температурах доля возбужденных молекул ничтожна). Сравнение интенсивности релеевской, стоксовой и антистоксовой линий приведено на рис. 68. [c.146]

Взаимодействие света с флуктуационными движениями среды приводит к нелинейному эффекту — модуляции световой волны, что эквивалентно появлению в спектре рассеянного света излучения новых частот. Это явление можно трактовать как неупругое рассеяние фотонов. Рассмотрение взаимодействия фотон-фонон (квант гиперакусти-ческого поля) приводит к известной формуле цля частоты линий триплета Мандельштама-Бриллюена [c.9]

Происхождение комбинационного рассеяния можно понять, используя представления квантовой теории рассеяния. При столкновении с молекулами кванты света рассеиваются. Если столкновение полностью упругое, они отклоняются от первоначального направления своего движения (от источника), не изменяя энергии. Если же столкновение неупругое, т. е. происходит обмен энергией между квантом и молекулой, молекула может потерять или приобрести дополнительно энергию Д в соответствии с правилами отбора. Приче.м ДЕ должна быть равна из.менению колебательной и (или) врапдательной энергии и соответствовать разности энергий двух разрешенных ее состояний. Излучение, рассеянное с частотой, меньшей, чем у падающего света, называют стоксовым, а с частотой большей — антистоксовым. Стоксово излучение сопровождается увеличением энергии молекул (такой процесс может произойти всегда), и линия его более интенсивна (на несколько порядков), чем антисток-сова, так как в этом случае молекула уже должна находиться в одном из возбужденных состояний (рис. 32.9). [c.770]

К третьей группе методов Д. а. относятся, во-первых, все методы седиментационного анализа. Эти методы основаны, напр., на регистрации кинетики накопления массы осадка (седиментометр Фигуровского позволяет определять размеры частиц от 1 до 500 мкм) или изменения оптич. плотности суспензии. Применение центрифуг позволяет снизить предел измерения до 0,1 мкм (с помощью ультрацентрифуг можно измерять даже размеры крупных молекул, т.е. 1-100 нм). Во-вторых, широко используют разнообразные методы рассеяния малыми частицами света (см. Нефелометрия и турбидиметрия), в т. ч. методы неупругого рассеяния, а также рассеяния рентгеновских лучей, нейтронов и т.п. В-третьих, для определения уд. пов-сти применяют адсорбц. методы, в к-рых измеряют кол-во ад-сорбир. в-ва в мономолекулярном слое. Наиб, распростраиен метод низкотемпературной газовой адсорбции с азотом в качестве адсорбата (реже аргоном или криптоном). Уд. пов-сть высокодисперсной твердой фазы часто определяют методом адсорбции из р-ра. Адсорбатом при этом служат красители, ПАВ или др. в-ва, малые изменения концентрации к-рых легко определяются с достаточно высокой точностью. [c.78]

Vfl может быть больше нуля, равно пулю и меньше нуля соответственно линии рассеянного света будут смещены в сторону красной области спектра, останутся пеизмев епными или сместятся в сторону фиолетовой области. Соответствующие соударения называются неупругими, упругими и сверхуиругими. Величины смешений в обоих направлениях одинаковы, так что линии появляются парами они находятся на одинаковых расстояниях от несмещенной линпи, но интенсивности их различны. На измерении температурной зависимости относительной иптенсивности обеих смещенных полос основан один из методов определения постоянной Планка h (гл. III). Хотя комбинационное рассеяние света и находит объяснение с точки зрения гипотезы Смекала, его истинное происхождение следует искать в изменении поляризуемости молекулы за счет колебаний атомов данной молекулы. В результате взаимодействия переменного внутримолекулярного поля, возникающего таким образом, и гармонического поля, связанного с электрической компонентой падающего света, возникают три электромагнитных колебания с частотами vl, v -f--l-Vji и Vb—Vfl, где —частота падающего света, а уц—частота комбинационного рассеяния. Рассмотрим двухатомную молекулу, в которой ядра колеблются относительно положений равновесия с постоянной частотой Vr. Смещение [c.428]

Примерами нелинейного рассеяния являются гиперкомби-национное рассеяние, вынужденное комбинационное рассеяние, когерентное антистоксово рамановское рассеяние (КАРС). Гиперкомбинационное рассеяние света заключается в том, что в отличие от линейного рассеяния (см. разд. 5.2.5) в неупругом столкновении с частицей А( ) участвуют два фотона с частотой VI. В результате образуется молекула в другом энергетическом состоянии и один фотон, имеющий энергию hvj. А(Е )+2 Av, [c.125]

К ОМ бЙ АЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СПЕКТРОСКОПИЯ (Рамановская спектроскопия), раздел оптич. спектроскопии, изучающий рассеяние монохроматич. света, к-рое сопровождается изменением его частоты. Комбинац. рассеяние (КР) происходит в результате неупругого соударения фотона с молекулой. При этом часть энергии фотона может уйти на возбуждение молекулы, к-рая переходит ва более высокий колебат. или вращат. уровень. Тогда энергия рассеянного света будет меньше энергии падающего света на величину энергии перехода. В спектре рассеянного света, кроме линии источника с волновым числом Vo, появляются линии с волновыми числами щ < V (стоксовы линии). Энергия перехода характеризуется разностью Д7/ = vo — V/. Если молекула находилась в возбужденном состоянии, то при соударении с фотоном она может отдать ему свок зиер- [c.267]

Скорости ультразвука можно определять с помощью рассеяния Бриллюэна [18]. Неупругое рассеяние фотонов на тепловых фононах в жидкости дает сдвиг по частоте оптических линий (стоксовские и антистоксовские линии), отстоящих отрэлеевской линии (упругое рассеяние) на частоту фононов. Классическая интерпретация бриллюэ-новского рассеяния основывается на дифракции света на тепловых акустических волнах. Так как дифракодонная решетка перемещается, частота света получает доплеровский сдвиг, который численно соответствует частоте фононов, ответственных за рассеяние при определенном оптическом угле. Скорость акустической волны связана с частотой фононов / и частотой фотонов V выражением [c.430]

Можно, однако, улучшить положение, либо производя ориентирование наложением внешнего поля, либо выбирая более тонкие методы измерения затухание звуковой сдвиговой волны, неупругое рассеяние света и т. д. Мы обсудим эти эксперименты по нематодинамике в разд. 5.2. [c.183]

Молеку.лы в жидкости вращаются с очень коротким характерным временем (10 с). Однако д.та объекта размером (Гс) полный поворот или деформация происходят не так быстро (постоянная времени порядка 10 с). Назовем такие процессы замедленными. Информацию об этих движениях мы получаем из измерений следующего типа (о некоторых из них упоминалось в гл. 2) двулучепре.т10мление в потоке [123] ) неупругое рассеяние света [124—126] ядерная спин-решеточная релаксация [90] у.дьтразвуковое затухание сдвиговых [127], а также (более косвенно) продольных волн [c.248]

Коэффициенты вязкости г а и щ могут быть получены при измерении спектра неупругого рассеяния света на капиллярньгх волнах, возникающих [c.42]

Представьте себе весьма ненадежный автомат в метро. Он не меняет честно пятиалтынный на три пятака, а ведет себя странно в большинстве случаев он просто возвращает вашу монету в неизменном виде. Это модель упругого, некомбинационного рассеяния света. В других случаях автомат возвращает вам вместо пятиалтынного гривенник, и сколько бы вы ни стучали по автомату —ваши пять копеек пропали. Модель неупругого рассеяния с уменьшением частоты. Зато иногда автомат ведет себя щедро — вместо пятнадцатикопеечной монеты выдает двадцатикопеечную. Модель сверхупру-гого рассеяния с увеличением частоты. [c.36]

При обсуждении микроразрьшов, образующихся при растяжении материала, основное внимание уделялось таким, которые вызывают заметное отражение света в прозрачных телах. Существенно иное оптическое явление наблюдается, когда некоторые крайне мягкие стекла проявляют ярко выраженную способность к неупругой деформации. В этом случае материал начинает мутнеть, в нем даже появляются области побеления Это рассеяние света часто путают с возникновением беспорядочного ансамбля кристаллических сферолитов, вырастающих при резко выраженной холодной вытяжке первоначально прозрачного мягкого стекла или кожи [c.269]