Спектральные методы измерения высоких температур

Направление научных исследований теоретическая физика термоядерная физика методы измерения параметров плазмы кинетика химических реакций синтез моно- и поликристаллов сверхчистых керамических материалов свойства керамических материалов при высоких температурах синтез меченых соединений разделение устойчивых изотопов 0 , В °, N методом изотопного обмена в процессе дистилляции электронная структура молекул органических соединений синтез органических соединений синтез и полимеризация новых мономеров синтез гетероциклических соединений химические материалы для защиты от радиации координационные соединения синтез и спектральный анализ порфиринов и их металлических комплексов химия высокомолекулярных соединений эффект радиации на полимеры физические и реологические свойства высокомолекулярных соединений ионообменные смолы оптически активные, хелатные и изотактические полимеры изучение механизма каталитических реакций, особенно гетерогенного катализа с использованием металлов и окислов металлов радиационная химия радиолиз водных растворов антибиотики, противоопухолевые и противотуберкулезные препараты меченые органические соединения полярографические исследования в области органической химии и биохимии микробиология фермен- [c.377]

При обычных условиях атомизации (атмосферное давление, температура 2500—3500 К) ширина линий поглощения составляет всего 10- —10-2 ди Поэтому, если наблюдать абсорбцию на фоне источника сплошного спектра, для обеспечения приемлемой чувствительности измерений требуется спектральный прибор с высокой разрешающей способностью. Одновременно выделяемая им ширина спектрального интервала должна быть не больше ширины линии поглощения. В противном случае на линию поглощения будет накладываться непоглощенный свет от соседних с линией участков спектра источника и чувствительность измерений резко упадет. Именно по этой причине атомноабсорбционный метод долгое время не находил практического применения. [c.141]

Классические химические методы анализа, как и физикохимические методы, основаны обычно на той или другой химической реакции. Наоборот, в физических методах химические реакции отсутствуют или имеют второстепенное значение, хотя в спектральном анализе интенсивность линий иногда существенно зависит от химических реакций в угольном электроде или в газовом пламени. Основной принцип спектрального анализа заключается в измерении интенсивности излучения атомов, возбужденных при высокой температуре, т. е. чисто физический принцип. [c.6]

Пассивные методы включают абсорбционный и эмиссионный варианты. Первый основан на измерении поглощения детектируемыми компонентами прямого излучения Солнца, Луны, звезд, а также рассеянного дневным небом излучения Солнца. Аппаратура с достаточно высоким спектральным разрещением (< 0,01 см ) дает возможность проводить измерения спектрального пропускания Г(ш) или спектрального поглощения А(а>) атмосферного воздуха при оценке фоновых содержаний СО, СО2, NO2, N2O. В основе эмиссионного метода лежит перенос теплового излучения в атмосфере от детектируемых молекул. Поскольку максимум интенсивности их излучения (температура газа обычно лежит в пределах 220-500 К) приходится на спектральный диапазон от 6 до 13 мкм, то измерения эмиссионным методом проводятся в ИК-, а также в микроволновых диапазонах, где интенсивность собственного излучения газов еще достаточно велика (оценка содержаний Н2О, О3, СО2). К эмиссионным пассивным методам обычно относят и измерения резонансного комбинационного рассеяния на детектируемых молекулах. Это предельный случай КР, когда частота возбуждающего излучения приближается к собственным частотам энергетических переходов молекул детектируемого газа, что приводит к резкому увеличению интенсивности рассеяния. Резонансное рассеяние обычно наблюдается в УФ-диапазоне спектра (например, для молекулы N0 — это 200-220 нм), т.е. в области электронных переходов. [c.936]

М = СЬ и Аг температурная зависимость къ известна в интервале 195—500 К, систематические исследования зависимости къ от природы третьей частицы все еще не опубликованы. Равновесная заселенность низко расположенного возбужденного состояния СЦ Руг) при 300 К, имеющего энергию возбуждения 882 см", составляет 0,8% от заселенности основного состояния Р>/,. Таким образом, вычисления скорости рекомбинации по измерениям —й[С1]/Л при этой температуре предпочтительно отнести к рекомбинации атомов в состоянии Рз/ , тогда как при более высоких температурах можно ожидать увеличения вклада в общий процесс рекомбинации из состояния Р./г- При использовании методов, обеспечивающих достаточное спектральное разрешение состояний — ЭПР-спектрометрии или поглощения резо- [c.353]

Высокие температуры, получаемые в плазме и плазменных струях (10 °К), обусловливают распад молекул введенного в них реагента и появление различных молекулярных осколков и радикалов, не существующих при обычных температурах. Основным методом идентификации и определения концентрации этих частиц в данном случае является спектроскопическое исследование состава плазмы. Количественный спектральный анализ, как известно, основан на измерении интенсивностей линий и широко применяется в исследованиях пламен и газовых разрядов. Очевидно, результаты, полученные в этих исследованиях, могут быть использованы при изучении плазмы. [c.220]

Термодинамические свойства при высоких температурах рассчитываются с помощью методов статистической механики с использованием результатов спектральных измерений энергетических уровней. Все попытки обобщения статистической механики на нестационарные процессы для расчета коэффициентов переноса были неудачны. Поэтому коэффициенты переноса обычно рассчитываются с помощью кинетической теории газов и данных по сечениям столкновения. [c.70]

Экспериментально определить термодинамические функции газов, в том числе энтропию и энтальпию, довольно сложно, особенно при высоких температурах. При температурах выше 1000 К эта задача в настоящее время практически невыполнима. Однако для всех двухатомных и многих простейших многоатомных газов имеются надежные теоретические данные по термодинамическим функциям (5 , Я , С , Ср) в интервале от комнатной температуры до нескольких тысяч градусов, вычисленные статистическими методами из молекулярных параметров (моменты инерции молекулы, собственные частоты колебаний и т. д.), которые в свою очередь найдены из спектральных данных. Термодинамические функции веществ в конденсированных состояниях в отличие от термодинамических функций газов в настоящее время не могут быть вычислены теоретически. Для этого необходимы калориметрические измерения их теплоемкости или изменения энтальпии, а также теплот полиморфных и фазовых превращений от О К до рассматриваемой области температур. [c.12]

С другой стороны, очевидно, что для возбуждения резонансных линий больщинства элементов температура даже наиболее горячих пламен недостаточна, в то время как степень диссоциации соединений тех же элементов при этой температуре достигает заметной величины. Поэтому использование для анализа спектров абсорбции позволяет существенно расширить круг определяемых с помощью пламен элементов, при условии сохранения высокой точности измерений, что и определило успех метода атомно-абсорбционного анализа. Опыт применения этого метода показал, что во всяком случае до последнего времени спектральные методы анализа, основанные на использовании электрических разрядов, не позволяли достигнуть столь высокой воспроизводимости и правильности определений. Это тесно связано с принципиальным различием механизмов, обусловливающих влияние химического состава плазмы на ее оптические свойства. Так, в электрических разрядах даже незначительное варьирование состава вследствие различия в потенциалах ионизации разных элементов вызывает изме-ние концентрации электронов. Поэтому меняется проводимость плазмы, сила тока разряда и величина энергии, выделяющейся в единице объема плазмы. В свою очередь, это влечет за собой изменение температуры, интенсивности излучения и степени диссоциации молекул, содержащих определяемые элементы. [c.44]

Степень диссоциации, по Аррениусу, не может быть больше единицы и меньше нуля и не должна зависеть от метода ее определения. Однако опыты показали, что для многих электролитов при увеличении их концентрации степень диссоциации, найденная из данных измерения электропроводности, существенно отличается от ее значения при определении другими методами измерением электродвижущих сил, определением понижения температуры замерзания, осмотического давления растворов и т. д. Разница превышает возможные ошибки опыта, увеличивается по мере возрастания концентрации, а в области высоких концентраций степень диссоциации становится больше единицы. Такое значение степени диссоциации не может иметь того физического смысла, который следует из теории Аррениуса. Вычисляемые по теории Аррениуса константы диссоциации сильных электролитов резко изменяются с концентрацией, т.е. не являются константами. Вопреки предположениям Аррениуса о существовании в растворах равновесия между диссоциированными и недиссоциированными молекулами, даже в концентрированных растворах солей современными спектральными методами комбинационного рассеяния не удалось обнаружить линий и полос, которые можно было бы приписать недиссоциированным молекулам. [c.138]

Предложено несколько уравнений для расчета степени кристалличности полиамида-6 по данным спектральных измерений [639]. Авторы сравнили полученные результаты со значениями степени кристалличности, рассчитанными по рентгенографическим данным н значениям плотности. На основании корреляции значений степени кристалличности, полученных тремя независимыми методами, судили о наличии а-, у- и аморфных структур в областях полимера с различными плотностями. Оказалось, что в результате отжига аморфных вытянутых образцов при температурах до 150 °С происходит структурный переход в гексагональную у-модификацию. При более высокой температуре полимер кристаллизуется с образованием моноклинной а-модификации. [c.333]

Кроме хроматографии существует целый ряд методов, которые можно использовать для первичных испытаний и конечной идентификации органических соединений измерение физических констант (температуры плавления и кипения, плотности, коэффициента преломления) и спектральных (на них мы остановимся в следующей главе). Подобные характеристики исследуемого вещества сравнивают с соответствующими справочными данными для известных соединений, что может быть выполнено с применением компьютеров и с высокой степенью автоматизации. [c.459]

Расплавить электроды и поддерживать их в таком состоянии можно много быстрее и в более контролируемых условиях с помощью индукционной печи. Алюминиевый диск диаметром 18 мм и толщиной 8 мм [1] за 15—20 с можно нагреть до 900°С в графитовом тигле, находящемся внутри охлаждаемой водой индукционной медной катушки с эффективной мощностью 1 кВт. Промежуток между двумя верхними витками катушки (рис. 3.16) определяет место источника излучения и устанавливается на оптической оси спектрального прибора. В то же время этот промежуток обеспечивает градиент электрического поля, определяющий подходящую форму поверхности расплава. Воспроизводимость улучшается, если создать слабый поток воздуха в направлении, противоположном направлению распространения светового пучка. В индукционной печи расплав турбулентно перемешивается. Расплавляя таким способом смеси стандартных образцов, можно готовить эталонные образцы. Этим методом на спектрометре при возбуждении спектров в однополупериодной высоковольтной искре ( 7 = 12 кВ, С — 7 нФ, Г = 0,09 мГ, межэлектродный промежуток 4 мм, проба служит анодом) в алюминии определяли содержание меди, магния и цинка с высокой точностью (коэффициент вариации 0,53—0,77%, рассчитан из 30 измерений). Индукционная печь дает также то заметное преимущество, что не выделяется избыточное тепло и поэтому не перегружается устройство, контролирующее температуру. [c.109]

Оптические методы диагностики плазмы. По полосам спектра излучения плазмы можно идентифицировать различные компоненты плазмы [25]. При низких давлениях уширение спектральных линий обусловлено тепловым движением излучающей частицы (доплеров-ское уширение) и статистическими флуктуациями электрического поля (штарковское уширение), вызываемыми флуктуациями концентрации электронов вблизи излучающей частицы. По величине допплеровского уширения (в случае легких атомов) можно определять температуру излучающей частицы величина штарковского уширения зависит в основном от концентрации электронов и лишь в небольшой степени от электронной температуры. При высоких давлениях наличие уширения, обусловленного воздействием на излучающую частицу со стороны соседних атомов газа, делает подобные измерения невозможными. [c.99]

Поступательные температуры из уширения Допплера. Оитические методы определения поступательных температур отдельных типов молекул основаны на том факте, что при низких давлениях и высоки) температурах основной вклад в конечную ширину спектральных линии дает уширение Допплера. Это имеет место по крайней мере в ультрафиолетовой и коротковолновой видимой областях спектра. Чтобы использовать эффект Допплера, необходимо проводить измерения с приборами чрезвычайно высокой разрешающей способности, такими, как интерферометр Фабри —Перо или пластинка Люммера — Герке ). Интерферометр Фабри—-Перо применялся для определения поступательной температуры СН в пламенах при низком давлении [6]. [c.416]

Два метода, которые можно использовать для определения концентрации электронов, основываются на измерении абсолютной интенсивности спектральных линий и абсолютной интенсивности непрерывного излучения. Измерение относительных интенсивностей спектральных линий или отношения интенсивности линии к интенсивности континуума вблизи этой линии можно использовать для определения электронной температуры. Необходимым условием применимости этих методов является наличие в системе локального термодинамического равновесия, т. е. существование единой температуры для всех компонент плазмы и равновесного заселения возбужденных состояний . Для выполнения этих условий концентрация электронов должна быть настолько высокой, чтобы скорость ударной дезактивации возбужденных состояний была много больше скорости излучательной дезактивации. При высокой концентрации [c.99]

Рассмотрение результатов теоретических исследований ВЧИ-плазмотронов показывает, что они [31, 37—43], как правило, удовлетворительно согласуются с результатами экспериментов. Исключение составляют лишь данные экспериментов, свидетельствующие о наличии отклонений состояния плазмы ВЧ-разрядов с протоком газа от модели ЛТР, закладываемой в расчет. Эти данные [13, 44, 45] получают обычно сравнением результатов измерений температуры электронов спектрально-оптическими методами с результатами измерений температуры тяжелых частиц калориметрическими (зондовыми) методами. Применение последних всегда связано с риском внесения неконтролируемых возмущений в исследуемый поток плазмы. Тем не менее при формулировании теоретической модели следовало бы, по нашему мнению, учесть возможность отличия температур электронов и тяжелых частиц плазмы, которое может явиться следствием наличия в плазме электрических полей высокой напряженности и значительной скорости диффузии электронов из столба плазмы [46, 47]. [c.19]

Штандель, ЖТФ, 17, 387 (1947), К теории метода обратимости спектральных линий для измерения высоких температур. [c.779]

Поэтому понятно, что дистилляция и сублимация при высокой температуре почти всегда служат для получения или приготовления в чистом виде элементов или для удаления нежелательных летучих примесей. Так удается, например, уже в течение нескольких секунд удалить прймеси Ре, 31, А1, Т1, V из угля, предназначенного для спектральных измерений путем их испарения при 2700° [56]. При получении графита Ачесона используют распад карбида кремния на графит и пары 51, происходящий при —2200°. Металлы, полученные электролизом или восстановлением, бывают загрязнены водородом или летучими щелочными металлами. Отделение этих примесей можно часто осуществить нагреванием металлов в высоком вакууме. Иногда этот метод может служить также для удаления азота или кислорода. Обезгаживание или очистку высокоплавких металлов, таких, как W, Мо, Та, в вакууме при высокочастотном обогреве проводят в большом масштабе при производстве радиоламп [57]. Об испарении металлов в высоком вакууме см. [58]. [c.564]

Проведенное исследование позволяет сделать следующие выводы. Лазер в режиме модулированной добротности является эффективным атомизатором. При давлении окружающей атмосферы ниже 400 Па факел представляет собой пространственно однородное, лишь незначительно искаженное на краях, облако поглощаюгцих паров. Контур линии поглощения можно считать чисто доплеровским, так как ло-ренцовские уширение и сдвиг при пониженном давлении незначительны. Высокая температура поглощающих паров ведет к значительному увеличению монохроматичности излучения спектральной лампы. Таким образом, в лазерном факеле при пониженном давлении реализуются все условия атомно-абсорбционных измерений по методу Уолша. [c.73]

Обычные методы измерения температуры (при помощи термопар, термометров сопротивления и т. д.) не могут быть применены для измерения температур быстро протекающих процессов во время горения в двигателях. Вследствие того, что масса этих приборов слишком велика, температурное равновесие не успевает устанавливаться за короткие промежутки времени. Удобный, быстрый и точный путь измерения температуры пламени состоит в применении метода обращения спектральных линий, предложенного Фэри [15]. В этом случае измерительным инструментом является атом, обычно атом натрия, который быстро приходит в тепловое равновесие с горячими газами. Метод основан на способности атома натрия поглощать лучистую или тепловую энергию, причем внешний электрон переходит на более высокий уровень. Возвращение электрона в свое нормальное положение сопровождается излучением с той же длиной волны. Так как верхний уровень натрия является дублетным, то поглощение или излучение состоит нз двух линий спектра натрия (D-дублет-ной желтой) с длинами волн а == 0,5890 — 0,5896 х. [c.173]

Ввиду трудностей излшрепия высоких температур пламени и отсутствия термодинамических данных, необходимых для вычисления этих температур, рассматриваемые топлива мало исследованы. Были проведены некоторые измерения температур пламепи алюми сия и магния. Скартацципи [16] получил температуры 3200° С для алюминия и 2500° С [17] для магния. Вольфгард и Паркер [14] определяли истинные телшературы методом обращения спектральных. лини11 и путем построения кривых абсолютной интенсивности излучеиия, которые сравнивались с теоретическими кривыми излучения черного [c.373]

Несмотря на указанное выше, ширина и форма линий являются наименее изученными параметрами в спектрах комбинационного рассеяния света, что, очевидно, связано с большими экспериментальными трудностями измерения этих величин. В принципе для подобных измерений пригодны обычные методы, применяемые при изучении ширины и формы эмиссионных спектральных лииий. Однако практически здесь возникают весьма существенные трудности. Во-первых, линии комбинационного рассеяния весьма слабы, вследствие чего при работе с обычными спектральными аппаратами с большой дисперсией и разрешающей способностью приходится применять очень большие экспозиции (десятки часов даже для наиболее сильных линий комбинационного рассеяния). Применение подобных экспозиций, не говоря уже о больших неудобствах работы, создает дополнительные осложнения, так как приходится тщательно следить за постоянством температуры и давления в течение всего времени съемки и т. п. Во-вторых, линии комбинационного,рассеяния значительно шире обычных эмиссионных линий, поэтому спектральные приборы с высокой разрешающей силой, но с небольшой областью дисперсии оказываются мало пригодными для изучения этих линий. Наконец,на измеряемую ширину линий комбинационного рассеяния оказывает существенное влияние, наряду с аппаратной функцией применяемого спектрального прибора, также ширина возбуждающей линии. Необходимость учета этого фактора для получения истинной ширины линий комбинационного рас- [c.61]

Входной и выходной сигналы фильтра являются цифровыми, так что в устройстве циркулируют только двоичные коды. Поскольку операция з ножения отсчетов цифрового сигнала на число иногда выполняется неточно за счет округлений или усечений произведений, в общем случае цифровое устройство неточно реализует заданную функцию, и выходной сигнал отличается от точного решения. Следует помнить, что в цифровом фильтре погрешность выходного сигнала не зависит от условий, в которых работает фильтр температуры, влажности и т.п. Кроме того, эта погрешность контролируема - ее можно уменьшить, увеличивая число разрядов, используемых для представления отсчетов цифровых сигналов. Именно этим определяются основные преимущества цифровых фильтров - высокая точность обработки сигналов и стабильность характеристик - по сравнению с аналоговыми и дискретными фильтрами. Строго говоря, цифровые фильтры представляют собой нелинейные устройства, к которым не следовало бы применять методы анализа и синтеза линейных систем. Однако число разрядов в кодах, циркулирующих в цифровых фильтрах, как правило, достаточно велико, чтобы сигналы могли считаться приблизительно дискретными, а фильтры -- линейно дискретными. Достоверность результатов измерений зависит от соотношения сигнал-шум, параметров помех, действующих в канале измерения, разрядности применяемой аппаратуры аналого-цифрового преобразования и качества алгоритмов последующей обработки результатов измерения. В настоящее время основным способом повышения достоверности результатов измерения является построение новых алгоритмов обработки цифровых отсчетов аналогового сигнала (цифровая фильтрация, спектральный анализ, адаптивные и оптимальные методы обработки). [c.144]

Исследование цеолитов проводилось также по методу полного внутреннего отражения (МПВО) [18, 19], однако полученные спектры были худшего качества, чем спектры пропускания. Таблетирование цеолитов с 1СВг является оптимальной — по длительности анализа и качеству спектров — методикой. (О преимуществах использования в качестве связующего sl при получении спектров низкочастотной области уже говорилось.) Помимо общих перечисленных выше [14] методических трудностей, исследование цеолитов имеет свои особенности. Например, поскольку дегидратация может приводить к изменениям в спектрах [13], степень гидратации цеолита должна быть известна и должна поддерживаться постоянной в ходе измерений. Помимо прессования с КВг, таблетки цеолита можно получить, приготовив сначала взвесь образца и затем удалив растворитель нагреванием или же проводя прессование па вак> > мном прессе. И в том и другом случае возможна дегидратация цеолитов. Нагревание в ИК-луче в ходе спектральных измерений также может вызывать дегидратацию. Спектральные измерения с использованием таблеток цеолитов с бромидом калия рекомендуется проводить при комнатной и более низких температурах, поскольку высока вероятность того, что при повышении температуры между цеолитом и связующим галогенидом будет происходить катионный обмен, особенно в присутствии адсорбированной воды. Кроме того, при температурах 400—500°С может иметь место окклюдирование солей [20]. Поэтому любая требуемая термическая обработка должна проводиться до смешивания и табле-тирования. [c.106]

Из всех экспериментальных фотолюминесцентных методов наиболее широко применяется измерение быстрой флуоресценции в жидком растворе при комнатной температуре. Этот метод является простым и быстрым, а имеющееся в настоящее время оборудование обеспечивает высокую эффективность и чувствительность во всех областях спектра. Если бы удалось создать источник света, дающий достаточно интенсивный непрерывный спектр ниже 250 нм, то в этой спектральной области можно было измерять спектры возбуждения очень разбавленных растворов. Определенные преимущества измерения флуоресценции и фосфоресценции при низкой температуре находят все более широкое признание, и в ближайшие годы область применения таких измерений должна расшириться. Долгоживущая люминесценция в жидком растворе пока еще применяется редко, и анализ следовых количеств по сенсибилизованной замедленной флуоресценции при концентрациях, которые низки, но достаточны для тушения долгоживущих триплетных молекул, имеет большие перспективы. Улучшение временного разрешения фосфориметра или усовершенствование другого простого оборудования для разрешения люминесценции с временем жизни 10 —10 с должно обеспечить дополнительные возможности, например, для использования аннигиляционной замедленной флуоресценции относительно короткоживущих триплетов. [c.476]

Для опытов служил спектрально чистый ксенон, полученный в количестве 10 мл по методу Петерса [ ] из криптоно-ксеноновой смеси, изготовляемой Опытно-механическим заводом ВИЭМ в Москве. Применявшийся для опытов криптон содержал менее 1% ксенона. В эвакуированную U-образную трубку емкостью 5 мл со шлифом и двумя кранами, содержащую тщательно высушенный мелко растертый фенол, впускались инертные газы. Начало реакции и измерение упругости диссоциации соединений наблюдалось по присоединенному к трубке манометру. При парциальных давлениях до 1.5 атм. и температурах от комнатной до —185° ни аргон, ни криптон, ни ксенон не реагируют с фенолом. Так как имевшееся в распоряжении количество ксенона не позволяло применить высокие давления, то пришлось прибегнуть к добавлению кристаллических затравок изоморфных соединений фенола. В эвакуированную трубку с фенолом при —50° осторожно впускался сероводород. Когда по показаниям манометра можно было судить о том, что реакция началась и давление упало до 25—30 мм, избыточный сероводород полностью откачивался насосом. Затем в трубку впускался ксенон. При наличии зародышей соединения H. S 2С Н,-,0Н реакция ксенона с фенолом при парциальном давлении ксенона в 1 атм. начинается при —30°. Реакция проводилась до тех пор, пока количество прореагировавшего ксенона не превышало в 50—100 раз количества затравки соединения сероводорода. Таким образом, наличие затравки должно очень мало сказываться на упругости диссоциации соединения ксенона, во всяком случае ошибка здесь лежит сильно ниже 20 мм. При каждой температуре равновесие достигалось с обеих сторон. Для достижения равновесия необходимо время порядка многих часов. Упругости диссоциации соединения ксенона с фенолом приведены в таблице и сопоставлены с упругостями диссоциации полученных ранее[ ] соединений хлористого водорода, сероводорода и бромистого водорода. [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология