Диполь осциллирующий

Поляризация флуоресценции. Важной характеристикой фотолюминесценции является поляризация флуоресценции. Каждую молекулу можно рассматривать как колебательный контур — элементарный осциллятор, который способен поглощать и испускать излучение не только вполне определенной частоты, но и с определенной плоскостью колебания. Если на вещество падает поляризованный свет, то он преимущественно возбуждает те молекулы, в которых направление колебания осциллирующих диполей совпадает с направлением электрического вектора возбуждающего светового пучка. Поэтому несмотря на то что молекулы в растворе ориентированы хаотично, возбуждению подвергаются лишь те из них, которые обладают соответствующей ориентацией. Если.время жизни возбужденного состояния велико по сравнению со временем, необходимым для дезориентации молекул вследствие вращения, этот процесс дезориентации происходит еще до того, как появится заметная флуоресценция. Если же скорость вращательного движения мала по сравнению со временем жизни возбужденного состояния, то свет флуоресценции испускается до завершения дезориентации. При этом осцилляторы, ответственные за флуоресцентное излучение, ориентированы в той же плоскости, в которой они были ориентированы в момент поглощения, так что флуоресцентное излучение оказывается частично поляризованным. В очень вязких растворителях даже малые молекулы могут сохранять ориентацию за время испускания флуоресценции. Крупные молекулы, такие, как белки, сохраняют свою ориентацию в течение периода времени, который достаточно велик по сравнению со временем испускания флуоресценции, поэтому их флуоресценция частично поляризована. Степень поляризации флуоресценции определяется по формуле [c.56]

В случае вертикально поляризованного пучка света диполи осциллируют в 2-направлении (рис, 13.1, а). [c.196]

В случае горизонтально поляризованного света диполи осциллируют в направлении оси у (рис. 13.1,6). [c.197]

Грубое модельное представление о дисперсном взаимодействии между двумя неполярными атомами можно составить, рассматривая ядро атома и электрон, движущийся вокруг него, как положительный и отрицательный полюсы мгновенного диполя. Направление этого диполя осциллирует с частотой около 10 циклов в секунду. В среднем по времени дипольный момент атома равен нулю, но при встрече двух атомов мгновенные диполи ориентируются друг относительно друга и их направление изменяется в такт. Это снижает потенциальную энергию системы на величину, называемую энергией дисперсионного взаимодействия [c.278]

В 1871 г. лорд Рэлей показал, что излучение, падающее на небольшую прозрачную частицу, индуцирует в ней электрический диполь, осциллирующий с частотой излучения. Осциллирующий диполь затем сам действует как источник, излучающий энергию во всех направлениях с той же частотой (но с разной интенсивностью). - [c.182]

Отсюда следует, что свет с частотой v будет вызывать в атоме или молекуле, с которыми он взаимодействует, диполь, осциллирующий с той же самой частотой V. Согласно классической теории этот осциллирующий диполь должен излучать, т. е. рассеивать, свет той же частоты v, и, следовательно, в результате будет происходить релеевское рассеяние, для которого падающее и рассеянное излучение имеет одну и ту же частоту. [c.240]

Если два диполя осциллируют с одинаковой амплитудой, но в противоположных направлениях, то полный дипольный момент этой системы в любой момент времени равен нулю, а квадрупольный момент зависит от времени. Тогда, обозначив равновесное расстояние между диполями ро, можно показать, что [c.52]

В соответствии с законами электродинамики, осциллирующие молекулярные диполи являются источниками вторичных волн с той же-частотой (О, В однородной среде с поляризуемостью ао интерференция вторичных волн, по принципу Гюйгенса—Френеля, приводит к распространению света только в направлении первичной (падающей) световой волны. В неоднородной среде, содержащей частицы или иные неоднородности (макромолекулы, флуктуационные образования) с поляризуемостью а, отличной от поляризуемости среды ао, не происходит полного гашения световых волн, распространяющихся в направлениях, отличных от направления распространения первичной волны, т. е. обнаруживается дифракция света на неоднородностях среды. В этом и заключается сущность рассеяния света малыми частицами (опалесценции), приводящего, в частности, к возникновению эффекта Тиндаля (правильнее Фарадея—Тиндаля) луч света в дисперсной системе становится видимым. [c.159]

Из электродинамики известно, что осциллирующий диполь излучает электромагнитные волны это излучение обладает цилиндрической [c.160]

Закономерности рэлеевского рассеяния соблюдаются для частиц с радиусом г, меньшим 0,1—0,05Я при этом все составляющие частицу молекулы поляризуются в одной фазе, так что частица в световом потоке может рассматриваться как суммарный осциллирующий диполь. Для частиц с размером, соизмеримым с длиной волны падающего света, поляризация молекул не совпадает по фазе, и возникающий дипольный момент ц не пропорционален объему частицы. В ре- [c.165]

Из электродинамики известно, что осциллирующий диполь излучает электромагнитные волны его излучение обладает цилиндрической симметрией относительно оси диполя. Поэтому напряженность вторичной волны определяется углом <р между направлением ее распространения и осью диполя, а именно излучающий диполь проектируется на плоскость, перпендикулярную направлению распространения вторичной волны (см. рис. У1-1), [c.193]

Всякая двухатомная молекула имеет некоторое распределение электрического заряда вдоль связи, соединяющей центры атомов. При осциллирующем колебании такой молекулы изменяется распределение электрического заряда. По электромагнитной теории света колебания молекулы приводят к поглощению, если происходит изменение ее ди-польного момента. Если при осциллирующем колебании изменяется распределение электрического заряда и молекула представляет собой колеблющийся диполь, то такие колебания активны в ИК-спектре. Интенсивность ИК-полос поглощения определяется этими изменениями и, согласно теоретическим расчетам, прямо пропорциональна квадрату [c.36]

Из приведенного примера следует, что существует третий способ межмолекулярного стяжения. Даже при абсолютном нуле электроны в атомах находятся в состоянии интенсивного движения относительно ядер и в различные моменты времени происходят случайные смещения центров тяжести положительного и отрицательного зарядов, т. е. возникает короткоживущий момент диполя. Ориентация в пространстве каждого мгновенного диполя случайна, поэтому суммарный эффект такой самопроизвольной, часто повторяющейся в течение длительного времени поляризации равен нулю. Однако электрическое поле в момент существования диполя может либо ориентировать, либо индуцировать диполь одного из соседних атомов. Такие часто появляющиеся и исчезающие (осциллирующие) диполи [c.349]

Согласно классической, теории, осциллирующий электрический диполь излучает. Аналогично должны сопровождаться излучением колебания магнитного диполя и электрического квадруполя. Однако излучение магнитного диполя и электрического квадруполя значительно слабее излучения электрического диполя поэтому, особенно при изучении спектров свободных радикалов, излучения этих типов не существенны при элементарном рассмотрении. И только ради полноты в настоящую книгу включены правила отбора для этих типов излучения. [c.55]

Интенсивность рассеянного света в разбавленных растворах полимеров составляет всего 10 от интенсивности падающего света, измерить такую слабую интенсивность можно только при использовании фотоумножителя. При взаимодействии видимого света с частицами индуцируется осциллирующий диполь, испускающий рассеянный свет. [c.196]

Рис. У1-2. Индикатрисы светорассеяния в плоскостях параллельной aJ и перпендикулярной бJ оси осциллирующего диполя

Дисперсионные силы притяжения действуют между любыми парами атомов. Дисперсионные силы существуют между любой парой атомов, даже если они совершенно неполярны. Если представить атом осциллирующим диполем, то в паре атомов каждый диполь будет поляризовать соседний атом. В результате между атомами возникнет сила притяжения, энергия которой в первом приближении обратно пропорциональна шестой степени расстояния между ядрами атомов [45] и пропорциональна поляризуемостям атомов [46]. [c.39]

С частотой Vo. Этот осциллирующий диполь в свою очередь излучает свет с частотой Vo, что и составляет рассеяние Релея. В терминах квантовой механики можно говорить о столкновении, ведущем к мгновенному поглощению с последующим беспорядочным излучением. [c.48]

Рассеяние, как уже отмечалось, является специфическим свойством коллоидных систем. Суть этого явления заключается в том, что световая волна, попадая на коллоидную частицу, изменяет направление своего распространения, причем так, что свет от частицы начинает распространяться во все стороны, т. е. рассеивается. Причина такого поведения световой волны в том, что она, как источник переменного электрического поля, вызывает поляризацию частиц — индуцирует в них переменный (осциллирующий) дипольный момент. Ориентация наведенного диполя совпадает с ориентацией электрической компоненты световой волны, а величина и знак меняются синхронно с напряженностью и знаком электрического по.оя волны. Поэтому частота осцилляции наведенного диполя равна частоте падающей световой волны. По законам электродинамики, суть которых выражается уравнениями Максвелла, всякий электрический (или магнитный) осциллятор излучает в пространство электромагнитные волны. В данном случае эту функцию выполняет коллоидная частица. Частота излучаемых волн равна частоте падающего на нее света. Пространственное распределение излучения неравномерно (рис. 3.132). Его интен- [c.746]

Достоверность модели Резерфорда была подтверждена дальнейшими исследованиями. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов (рис. 8-3). Вокруг ядра имеется ровно столько электронов, чтобы они компенсировали заряд ядра. Но классическая физика не в состоянии объяснить подобную модель атома. В самом деле, что удерживает положительные и отрицательные заряды на расстоянии друг от друга Если электроны неподвижны, электростатическое притяжение к ядру должно сближать их до получения миниатюрного варианта томсоновой модели атома. И наоборот, если электроны движутся по каким-то орбитам вокруг ядра, дело отнюдь не упрощается. Электрон, движущийся по кругу вокруг положительного ядра, представляет собой осциллирующий диполь, если рассматривать атом в плоскости такой орбиты при этом отрицательный заряд колеблется в одну и другую сторону относительно положительного заря- [c.332]

Если в какой-то момент времени ядерные диполи прецессируют в фазе, то время, необходимое, чтобы фазы прецессии разошлись, равно (Av) . Это время можно рассматривать как часть времени спин-спинового взаимодействия Т . Кроме того, ядро, создающее магнитное ноле и осциллирующее с ларморовой частотой, мол<ет вызвать переход у соседнего ядра. Происходит одновременная переориентация обоих ядер, т. е. обмен энергией при сохранении их обгцей энергии. Прн этом изменение энергетического состояния одной частицы влияет на состояние другой. [c.256]

Особый вид дисперсионного взаимодействия наблюдается в больших, молекулах, где длина мгновенного осциллирующего диполя так велика, что взаимодействуют по сути не мгновенные диполи, а меняющие положение отдельные заряды. Это названное Лондоном униполярным взаимодействие существенно в молекулах с сопряженными связями, в высокополимерных и т. п. соединениях, где электрон может перемещаться вдоль цепочки сопряженных связей. Энергия униполярнога взаимодействия обратно пропорциональна второй степени расстояния.. [c.261]

Таким образом, поглощение или испускание ИК-излучения колеблющейся молекулой, имеющей дипольный момент, можно легко пояснить в простой описательной форме, как это сделано в предыдущем параграфе. Гораздо сложнее описать подобным способом электронные переходы. В классическом смысле электронное возбуждение не соответствует увеличению энергии в осциллирующей системе во всяком случае, и высоко-, и низколежащее электронное состояние может не иметь постоянного дипольного момента (т. е. во всех состояниях электронное облако симметрично расположено вокруг ядер, так что нет разделения зарядов). Однако и в этой ситуации основные принципы взаимодействия с излучением еще применимы, и нам лишь нужно знать, происходит ли дипольное взаимодействие во время перехода между двумя состояниями. Существует единственный строгий метод решения этой проблемы уравнение Шрёдингера, упомянутое в начале раздела, может быть использовано для вычисления скорости перехода системы из одного стационарного состояния в другое под влиянием возмущающей силы. Если скорость возмущения системы, вызванного взаимодействием диполя с электрическим вектором излучения, не равна нулю, то существует дипольный момент перехода. Скорость перехода между состояниями, умноженная на число частиц в низшем состоянии, составляет, естественно, предельную скорость поглощения фотонов, так что в принципе решение уравнения Шрёдингера должно приводить к расчету интенсивности перехода. Однако точные решения этого урав- [c.31]

Этот иескомпенснрованный осциллирующий диполь и является источником рассеянного света. [c.160]

В соответствии с законами электродинамики осциллирующие элементарные диполи являются источниками вторичных волн с той же частотой ы. В однородщой среде с поляризуемостью Оо интерференция вторичных волн, по принципу Гюйгенса — [c.192]

Закономерности рэлеевского ра<хеяния соблюдаются для частиц с радиусом г, меньшим 0,1- ,05 X. При этом все молекулы, составляющие частицу, поляризуются в одной фазе, и частица в световом потоке может рассматриваться как суммарный осциллирующий диполь. Для частиц, соизмеримых с длиной волны падающего света, поляризация молекул не совпадает по фазе, и возникающий дипольный момент ц не пропорционален объему частицы. В результате интенсивносл-ь рассеянного света и мутность системы при постоянной объемной доле (концентрации) вещества дисперсной фазы перестает линейно нарастать с увеличением объема частиц, и на кривой зависимости т (г) при размере частнц Х/3 возникает максимум (1)ис. У1-4). Однако по отношению к свету, рассеянному в направлениях, близких к направлению проходящего светового потока, осцилляции молекулярных диполей более близки по фазе и асладываются. Наоборот, для света, рассеянного в обратном направлении, осцилляции могут оказаться в противофазе, что приводит к резкому уменьшению интенсивности света, рассеянного в обратном направлении (рис. [c.200]

Чтобы колебание проявилось в инфракрасной области, необходимо изменение дипольного момента при колебании вдоль оси симметрии или перпендикулярной ей, т. е. любое изменение значения или направления диполя приводит к возникновению осциллирующего диполя, который может поглощать энергию, взаимодействуя с электрической компонентой инфракрасного излучения. Поскольку большинство молекул при комнатной температуре находится на колебатель- [c.757]

Поляризуемость двухатомной молекулы (например, Нг) анизотропна электроны, образующие связь, легче смещаются в поле, направленном вдоль молекулы, чем в поперечном. Молекулы, попадая в поле излучения частоты V, оказываются в переменном электрическом поле, и, следовательно, наведенный дипольный момент осциллирует с частотой V. Осциллирующий диполь излучает с частотой падающего излучения, что объясняет природу рэлеевского рассеяния. Если в молекуле одновременно реализуются внутренние движения, оказывающие периодическое влияние на поляризуемость, то диполь будет испытывать дополнительные осцилляции с периодичностью этих движений (vкoл), а это значит, что наряду с возбуждающей частотой V должны появиться компоненты с частотой V Vкoл. Однако следует отметить, что для проявления комбинационного рассеяния молекулярное вращение или колебание должно вызывать изменение какой-либо составляющей поляризуемости молекулы. Поэтому, если молекула имеет низкую симметрию или совсем ее не имеет, не приходится задумываться, какие типы ее колебаний будут активны в комбинационном рассеянии обычно активными считаются все колебания. Все типы колебаний в тетраэдрической молекуле приводят к изменениям и дипольного момента, и поляризуемости следовательно, все они активны как в ИК-, так и в КР-спектрах, что [c.771]

Иными словами, поскольку ЯМР-переходы инициируются осциллирующим магнитным полем, а при нормальных условиях регистрации спектра полей с подходящей частотой не так уж много, спиновая система ядра не имеет хорошей энергетической связи с окружающей средой. Мы будем строить нашу теорию релаксации на оценках эффективности инициирования ЯМР-переходов подходящими полями. Основным источником таких полей в растворе для ядер со спином 1/2 служит магнитное (диполь-дипольное) взаимодействие между ядрами, которое модулируется движением молекул. Следовательно, можно предположить, что скорость релаксации будет зависеть от таких параметров, как температура, вязкость раствора, размер н структура молекул и иногда напряженность постоянного магнитного поля. Эти сложные вопросы широко обсуждаются в классических учебниках по ЯМР, например в книгах Абрагама [5] и Сликтера [1]. [c.132]

Учитывая, что энергия дпполь-дипольного взаимодействия не зависит от (она зависит только от межъядериого расстояния, которое в нашей модели считается фиксированным), а скорость его изменения, наоборот, зависит от мы можем предсказать, что общее число осциллирующих полей будет постоянным, а верхний предел их частот будет определяться т .. Если мы построим график зависимости напряжеи-иости флуктуирующих полей спектральнан плотность, обусловленная диполь-дипольным взаимодействием, обычно обозначается 3) от частоты со для нескольких значений то они будут иметь одинаковую площадь под кривой, но различные верхние пределы (рис. 5.7). Мы можем также принять без доказательства, что при ш 1 /т . спектральная плотность будет приблизительно постоянной, как это показано на рисунке (такое предположение доказывается теоретически и подтверждается экспериментально). Это позволяет нам дать некоторые количественные оценки величин и даже У исходя из (т.е. с учетом температуры, вязкости и т.д.). [c.155]

Рассеяние света происходит при взаимодействии электромагнитных волн с электронами рассеивающего вещества Падающие вопны вызывают периодические колебания в системе электронов, испускающих вторичные волны, которые и составляют рассеянное излучение В него входят также дифрагированная претомленная 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]

Квантовомеханическое рассмотрение вращательных переходов показывает, что молекула имеет чисто вращательный спектр только в том случае, когда она обладает постоянным дипольным моментом. Это может быть обусловлено тем, что вращающийся диполь индуцирует осциллирующее электрическое поле, которое взаимодействует с осциллирующим электрическим полем излучения. Поскольку гомоядерные двухатомные молекулы, такие, как Hj и N2, не имеют дипольных моментов, они не взаимодействуют с электромагнитным полем и, таким образом, не дают чисто вращательных спектров в отличие от молекул НС1 и H3 I, которые имеют дипольные моменты. Ориентация вектора дипольного момента в молекуле должна быть неизменной при любой операции симметрии этой молекулы, поэтому в каждом из элементов симметрии должен содержаться вектор. Только молекулы, принадлежащие точечным группам С , и С , могут пметь дипольные моменты (разд. 13.10). [c.460]

Структура молекулы НгО с четырьмя локализованными в пространстве областями зарядов обусловливает тот факт, что как колебания протонов по линии О—Н связи, так и колебания протонов, перпендикулярные направлению этой связи, сопровождаются изменениями величины атомной поляризуемости молекулы НгО с той же частотой (колебаниями величины диполеного момента молекулы). В связи с этим любой из двух типов атомных колебаний, представленных на рис. 36, или их комбинация будет приводить к дисперсионному взаимодействию осциллирующих диполей типа Лондона. Однако [c.91]

ЗКак обсуждалось в гл. 1, образование и стабильность белковой структуры в значительной мере зависят от невалентных сил. Их подразделяют на (1) отталкивание между валентно несвязанными атомами, (2) взаимодействие между осциллирующими диполями, приводящее к дисперсионным силам притяжения, (3) электростатическое притяжение и отталкивание парциальных зарядов, а также притяжение целочисленных зарядов в солевых мостиках, и [c.57]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология