Микроволны

Теорема Крамерса [1] суммирует свойства многоэлектронных систем. Согласно этой теореме, у иона с нечетным числом электронов в отсутствие магнитного поля каждый уровень должен оставаться по меньшей мере дважды вырожденным. При нечетном числе электронов квантовое число должно иметь значение от 1/2 до +У. Таким образом, низшим уровнем любого иона с нечетным числом электронов должен быть по крайней мере дублет, называемый дублетом Крамерса. Это вырождение можно устранить магнитным полем, поэтому должен возникать регистрируемый спектр ЭПР. В то же время для системы с четным числом электронов Шу = 0, 1,. .., 7. Вырождение можно полностью снять кристаллическим полем низкой симметрии в этом случае остаются только синглетные уровни, которые могут отличаться по энергии настолько сильно, что в микроволновом диапазоне спектр ЭПР не наблюдается. Это иллюстрируется расщеплением энергетических уровней, показанным на рис. 13.1. Для систем с четным числом электронов основное состояние невырожденно и энергия перехода между состояниями с У = 1 и 7 = 0 достаточно часто лежит вне диапазона энергий микроволн. [c.203]

В момент захлопывания кавитационного пузыря мгновенные скорости достигают сверхзвуковых величин, и образуются ударные микроволны. Если, наиример, радиус пузыря составляет 1 мкм, частота 4 Мгц, амплитуда давления 4 ат, то, как показывает расчет, в ударных микроволнах давление может достигать нескольких тысяч атмосфер за период в 1/4 мксек. В действительности давление будет меньше, ибо вследствие вязкости и сжимаемости ударные волны затухают и, кроме того, пузыри могут начать разрушаться в результате нестабильности Рэлея — Тейлора. [c.52]

РАДИОСПЕКТРОСКОПИЯ — область физики, изучающая электромагнитные спектры веществ в диапазоне радиоволн и микроволн с частотой от нескольких до 3 IQi Гц. Наибольшее значение в химии получили методы магнитной Р. ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Оба метода основаны на эффекте Зеемана — расщеплении спектральных линий микрочастиц или их систем на составляющие в магнитном поле. Например, если поместить вещество, в состав которого входит водород, в магнитное поле с напряженностью Я = 10 ООО а, ядра водорода, протоны, приобретают способность поглощать электромагнитные колебания длиной волны около 7 м, т. е. длиной ультракоротких радиоволн (частота 42,6 МГц). Причем эта длина различна для разных водородосодержащих веществ (т. наз. химический сдвиг частоты), что дает возможность делать выводы о строении молекул. Электроны в этом же магнитном поле поглощают микроволны длиной [c.209]

В отдельных областях спектра используют различные единицы измерения длин волн и частоты. В области радио- и микроволн в качестве единицы измерения частот V используют преимущественно герцы, килогерцы и мегагерцы. Однако при частотах выше 10 Гц (инфракрасная область) точность измерения частот по сравнению с точностью измерения длин волн становится неудовлетворительной. Поэтому в этих областях в качестве единицы измерения длины волны часто используют сантиметр или дольные единицы от него (см. табл. 5.1). Пропорциональность между энергией и величиной, обратной длине волны [уравнение (5.1.1)], позволяет быстро оценить соответствующие энергетические соотношения, и вместо длины волны все больше используется значение ее обратной величины 1/А, = V = v/ . Величину 1/К измеряют в обратных сантиметрах ( м ) и называют волновым числом. Для пересчета волновых чисел в величины энергии используют соотношение [c.174]

Для измерения этого поглощения используется специальный спектрометр, включающий источник микроволн (длина волны несколько сантиметров), полость, в которой помещается исследуемый образец (обычно в виде конденсированной фазы), позволяющий варьировать магнитные поля порядка Ю А/м, и детектор микроволнового излучения. Изучается поглощение этого излучения при разных значениях напряженности магнитного поля. Впервые явление парамагнитного резонанса было открыто в 1944 г. в Казани Е. К. Завойским. [c.671]

Таким образом, быстрое нагревание твердых веществ посредством микроволн составляет альтернативу обычным методам. [c.79]

Результаты, приведенные в табл. 3, показывают, что при использовании микроволн значительно больше, чем в обычном методе , получается бензол при достаточной селективности (S). [c.81]

Микроволны. Излучение с длиной волны в интервале от 1 мм до 50 см. Микроволновое излучение используется в радиолокации, в кухонных печах, а также и в структурной химии. [c.530]

Для нагрева реакционных смесей органических соединений сначала использовали бытовые микроволновые печи Несмотря на огромные трудности, связанные с приспособлением бытовой печи к условиям химического эксперимента, многим исследователям удалось обнаружить положительный эффект воздействия микроволн, [c.189]

Нагрев микроволновым излучением отличается высокой скоростью и большой эффективностью. Применение энергии микроволн взамен используемых в настоящее время большинстве промышленных установок теплоносителей позволяет значительно упростить технологическую схему, исключив все процессы и аппараты, связанные с подготовкой теплоносителя, а также вредные выбросы в атмосферу. Проведение исследований, связанных с определением аспектов воздействия микроволнового излучения на протекание ряда химических и нефтехимических процессов, является важным и актуальным направлением интенсификации этих процессов, как на лабораторном уровне, так и в промышленном масштабе. [c.3]

В первой главе изложены современные представления о процессе микроволнового нагрева, рассмотрены в историческом аспекте вопросы применения микроволн в различных областях науки, приводятся примеры микроволновых лабораторных установок, предназначенных для осуществления таких процессов, как лабораторный химический синтез, пробоподготовка образцов различного происхождения к анализу. Рассмотрены основные положения метода исследования структуры и электрических параметров молекул с использованием энергии волн микроволнового диапазона -микроволновой спектроскопии. [c.6]

Микроволновым излучением (МВИ) называют диапазон частот 300 ГГц-300 МГц в электромагнитном спектре расположенный между инфракрасными и радиочастотами. В большинстве нагревательных микроволновых установок используется частота 2450 МГц, на которой работают бытовые микроволновые печи. Термин микроволны был заимствован из [c.6]

Для традиционных (термических) способов нагрева характерна передача тепла в объем вещества с его поверхности посредством теплопроводности и конвекции. Если теплопроводность объекта низка, что имеет место у диэлектриков, то нагрев происходит очень медленно, с локальным перегревом поверхности. В случае воздействия микроволн на диэлектрик нагрев происходит изнутри одновременно по всему объему образца за счет создания эффекта диэлектрических потерь. [c.7]

Метод активатора. Суть метода активатора заключается в использовании активатора, который является активным приемником микроволн. Применяется для нагрева реакционных смесей, состоящих из неполярных реагентов. [c.13]

Ряд димеров ЯЬ(1) и 1г(1), широко используемых в металлоорганическом синтезе, был получен с высокими выходами при нагреве микроволнами продолжительностью менее 1 мин, в то время как при термическом нагреве эти синтезы идут в течение 4-36 ч. [c.16]

Впервые рассмотрены в хронологической последовательности этапы создания микроволновой техники от магнетронов радиолокационных станций до современных лабораторных и промышленных установок различного назначения. Показаны возможности использования энергии микроволн в различных сферах человеческой деятельности системы радиолокации и радионавигации, научные исследования, химия, нефтедобыча и нефтепереработка, строительство, термоупрочнение грунтов, медицина, пищевая промышленность и бытовая сфера. [c.21]

Впервые проведена систематизации исследованных под воздействием микроволн химических реакций. Сопоставлены продолжительность реакции и выход целевых продуктов при использовании микроволнового и термического нагрева. Скорость отдельных реакций, например, бен- [c.21]

Недавнее развитие радиоспектроскопии, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) сделало доступными два новых пути обнаружения свободных радикалов и метастабильных промежуточных соединений, образующихся в ходе химических реакци11. Атомы и радикалы с неспаренпыми электронами, помещенные в однородное магнитное поле, будут поглощать микроволны соответствующей частоты. Концентрации радикалов порядка 10 М могут быть обнаружены в пробе всего лишь 0,1 мл. Этим методом можно наблюдать многие радикалы и парамагнитные вещества. [c.99]

Радиоволны Микроволны Лальняя ближняя ИК-область ИК-область [c.303]

Возможность нагрева микроволнами на частоте 2450 МГц с использованием магнетронов было теоретически показано еще в работе Кейтли. В работе Г. Пюшнера [40] рассмотрены различные варианты СВЧ-установок. Технике сверхвысокочастотного нагрева пищевых продуктов посвящена монография И. А. Рогова, С. В. Некрутмана и Г. В. Лысова [41], вопросы конструирования СВЧ-нагревательных установок (камер и источников СВЧ-энергии) излагаются в работе Ю. С. Архангельского и И. И. Девяткина [42]. [c.166]

В зависи.мости от того какие лучи электромагнитного спектра пропускать через вещество, могут возбуждаться либо вращательные, либо колебательные движения, либо электронные переходы, либо все виды движений одновременно. Возбуждение того или иного движения в молекуле происходит тогда, когда его частота совладает с частотой электромагнитного колебания (резонанс). Наибольшей энергией обладают рентгеновские лучи (Я = 0,01 — 10А), еатем ультрафиолетовые лучи (10ч-4000.4), затем видимый свет (4000.А.8000А), затем инфракрасные лучи (0,8—300 р), затем микроволны 0,03—100 см и далее радиоволны. Энергия радиоволн слишком мала, чтобы возбуждать колебания молекул органических веществ. Микроволны и длинные инфракрасные волны могут возбуждать только вращательные движения в молекулах. Если частоты колебания этих волн совпадают с собственной частотой вращения отдельных частей молекулы, то происходит резонансное поглощение энергии инфракрасного облучения этой частоты, что отразится в спектре поглощения. Такого рода спектры применяются для тонкого структурного анализа органических веществ. Инфракрасные спектры органических соединений обычно изучают в пределах длтш волн 1 25 х, при этом линии поглощения Б спектре появляются за счет вращательного п колебательного движения в молекулах исследуемого вещества. Каждой функциональной группе и группе атомов в молекуле исследуемого соединения в спектре соответствует одна или несколько линий с опре-денной длиной волны. С помощью инфракрасных спектров можнс проводить идентификацию чистых углеводородов, анализировать качественно и количественно смеси нескольких компонентов вплотг-до обнаружения таких близких структур как цис- и транс-изомеры. На рис. 16 приведен г /с-спектр толуола. [c.32]

Имеется ряд приборов, работа которых основана на использовании сверхвысоких частот [149, 155]. При таком методе применяют микроволны порядка 1 см. Для этой цели служат специальные проводники — волноводы. Измерения по такому методу непрерывны и мгновенны. Параметры обводненной жидкости, проходящей в измеряемом трубопроводе, сравнивают с парамет рами безводной жидкости, соде1ржащейся в эталонной кювете. Одним [c.176]

Если установить такое магнитное поле, чтобы = 2и В, то эп< р е тические уровни неспаренных электронных спинов приходят в резонанс с излучением, частота которого V, т. е., когда выполняется это условие, энергетические уровни находятся в резонансе с окружающим излучением и спины могут сильно поглон1ать его энергию. Наступление этого условия резонанса (/п==2циб) обнаруживается наблюдением сильного поглощения падающего излучения, обусловленного резким переходом спинов из р-состояния в а-состояние. Метод ЭПР заключается в изучении свойств молекул, содержащих неспаренный электрон, путем нaбJпoдeния магнитных полей, при которых они приходят в резонанс с используемым излучением определенной частоты. В большинстве выпускаемых ЭПР-спектрометров излучение с длиной волны 3 см соответствует Х-полосе микроволнового излучения, т. е. ЭПР — это микроволновый метод. Указанное излучение соответствует резонансу с электромагнитным полем с частотой 10 Гц. Спектрометр ЭПР состоит из источника микроволн полости, в которую помещают образец в кварцевом сосуде детектора излучения и электромагнита, дающего поле, которое можно изменять. [c.249]

Использование микроволн приводит в основном к образованию иа пентана углеводородов метанового ряда и изобутана. При наг1)евании же цеолитов обьганьш мс тодом изоб тана образуется значительно меньше. При реакциях метил-2—пентана [c.80]

В настоящее время решение таких фундаментальных задач народного хозяйства, как прямое превращение тепловой и солнечной энергии в электрическую, концентрация электрической и магнитной высокочастотной энергии, создание сверхпроводящих материалов и высокоэффективных генераторов микроволн и светового излучения, ночное освещение запасенным дневным спетом, создйние химически, механически и термически устойчивых материалов, широкое использование атомной энергии — все это находится в прямой записимости от решения проблемы получения особо чистых веществ в ее химическом и технологическом аспектах. [c.3]

Предлагаемая вниманию работа представляет собой аналитический обзор, включающий достижения отечественных ученых. Для сравнения параллельно приводятся результаты экспериментов, проведенных под воздействием микроволн и при термическом (немикроволновом) нагреве. Кроме того, нами предлагается более детализированная систематика микроволновых реакций. Авторы настоящего обзора стремились привести как можно больше разнообразных методик проведения реакций под воздействием микроволн. Приводятся также реакции, проведенные под влиянием МВИ, ранее не описанные в литературе. [c.189]

Из области военной техники МВИ перешло в сферу потребления, минуя науку и промышленность. В 1945 г. американский инженер П. Спенсер, работая на лабораторной радарной установке, обнаружил тепловое действие микроволн. Спенсеру принадлежит патент на создание первой микроволновой печи, предназначенной для приготовления пищи. Производство крупногабаритных микроволновых печей было начато в США в 1949 г. В 1962 г. японская фирма Sharp приступила к массовому производству микроволновых печей бытового назначения. [c.7]

НЫЙ разряд, обеспечивать равномерный нагрев жидкости, а также позволять использование оптической аппаратуры для спектрального контроля. Обычно реакционная ячейка изготавливается из плексигласа, электроды - из латуни, свет пропускается через кварцевые стержни. Равномерный нагрев обеспечивается параллельными электродами, охватывающими реакционную ячейку. Быстрый нагрев достигается с помощью импульсного генератора микроволн. За счет электрической релаксации жидкость поглощает микроволны определенной частоты и быстро нагревается. Вода поглощает микроволновое излучение на частоте 10 спри этом удается повысить температуру на 1 К за 1 мкс. Наиболее распространенным методом регистрации является абсорбционная спектрофотометрия. [c.323]

В других технологических процессах применяется способ, квалифицируемый как полурасплав , поскольку он предполагает высокие температуры обработки, но все-таки требует диспергирования белков в растворяющей среде, обычно в воде. При высокой температуре, около 150 °С, белки денатурируют и образуют плас тичную массу, которую затем экструдируют в воздушную среду под очень высокими давлениями. Отвердение нитей достигается охлаждением. Нити пропускают через обменники [45] или с помощью электромагнитных излучений высоких (1 —100 мГц) и сверхвысоких частот (микроволны, СВЧ), очень быстро прогревают массу белковой смеси [2]. Прогрев электромагнитными излучениями дает возможность сократить время воздействия высоких температур на белки и тем самым снизить разрушение их структуры. Более того, такой прогрев осуществляется равномерно во всех участках. Однако этими методами невозможно получить белковые нити большой длины. Действительно, при быстром переходе белковой массы от зоны высоких температур и давления к атмосферному давлению и комнатной температуре часть перегретой воды стремительно удаляется, что вызывает разрыв нитей. Чтобы преодолеть эти трудности, Коплан с соавторами [21] применили фильеру с несколькими тысячами очень близко расположенных отверстий диаметром от 50 до 150 мкм. Образующиеся непрерывные нити могут соединяться между собой благодаря очень малым расстояниям, разделяющим их в момент экструзии. Однако, по данным Бойера [16], образующиеся таким путем волокна имеют очень плотную структуру, которая не обеспечивает высокой водоудерживающей способности и затрудняет введение красителей и ароматических добавок. [c.546]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология