Изотопический сдвиг эффект массы

Определённые из экспериментальных данных по теплоёмкости температуры Дебая для кристаллов изотопов гелия, водорода и неона существенно отклоняются от ожидаемой корневой зависимости от массы изотопа. Причиной этого, по-видимому, является значительный ангармонизм межатомного потенциала, приводящий к разному сдвигу частот нормальных колебаний у изотопов одного элемента. Так для водорода было найдено, что отношение в(Н2)/0о(О2) = 1,070 вместо ожидаемого в квазигармоническом приближении л/2 1,414. Для неона 0в( Ме)/0о( Не) = 1,023, а корень из отношения масс изотопов равен 1,049. В изотопическом эффекте в решёточной теплоёмкости лития и молибдена при низких температурах не было обнаружено аномалий. Однако анализ экспериментальных данных [126] по изобарической теплоёмкости изотопов лития при температурах от 80 К до 300 К, проведённый в работе [15], показывает, что изотопический эффект в высокотемпературной решёточной теплоёмкости не укладывается в рамки простого квазигармонического приближения ангармонизм, видимо, играет здесь важную роль. [c.75]

Изотопные эффекты, несмотря на их малость, отчётливо проявляются и в оптических спектрах атомов и молекул. Причинами их возникновения являются, с одной стороны, влияние на волновые функции атома его массы, практически полностью обусловленной массой ядра, что приводит к смещению спектральных линий при изменении числа нейтронов в ядре изотопа (возникновению так называемого изотопического сдвига), а с другой — взаимодействие атомных электронов с магнитным дипольным и электрическим квадрупольным моментами ядра, определяющее характер сверхтонкого рас- [c.29]

На изотопический сдвиг спектральных линий влияет несколько причин. Одна из них связана с конечностью массы ядра и, как следствие, с необходимостью учёта его движения относительно центра инерции атома (эффект массы). Учёт движения ядер приводит к появлению в гамильтониане атома членов вида (ше — масса электрона, М — масса атома) [c.30]

Значительно сложнее, чем у атомов, характер изотопных эффектов, проявляющихся в электронных, колебательных и вращательных спектрах молекулах. Здесь также проявляются изотопические сдвиги в частотах спектральных линий и изотопнозависимый характер их расщепления, однако, особенно в случае многоатомных молекул, все эти эффекты, весьма сложны для описания (подробнее см. [29-32]). Здесь же мы только отметим, что наиболее просто изотопический сдвиг может быть определён для колебательных уровней двухатомных молекул, поскольку в этом случае смещение частоты колебаний Аи просто связано с изменением её приведённой массы [c.32]

Исследования изотопического эффекта в непрямой щели в кремнии проведены в работах [221-223]. В соответствии с теоретическими представлениями величина изотопического сдвига щели при низких температурах оказалось обратно пропорциональной квадратному корню из средней атомной массы. Используя эти данные, удалось определить величину перенормировки электронных энергий из-за нулевых колебаний атомов в решётке кремния. [c.92]

Наконец, дополнительное усложнение сверхтонкой структуры может быть вызвано изотопическим сдвигом линии. Согласно современным представлениям изотопическое смешение уровней связано с различиями в массах или с различиями в объемах ядер изотопов. Первая причина существенна главным образом для легких элементов (Н, Не, Ь , В), вторая — для тяжелых (Hg, РЬ, и и др.). Для элементов средней части таблицы Менделеева изотопический эффект незначителен (исключая аномальные сдвиги в спектрах редкоземельных элементов). [c.28]

Исследование эффекта объема позволяет получить ряд ценных сведений о структуре ядра, поэтому именно этот эффект представляет наибольший интерес. Для выделения эффекта объема необходимо вычислить ту часть изотопического сдвига, которая определяется различием масс изотопов, и вычесть ее из наблюдаемого сдвига. [c.273]

Изотопический сдвиг (24.1) связан с движением ядра относительно центра инерции атома. При М—>оо изотопический сдвиг исчезает. У сложных атомов к этому эффекту конечности массы добавляется еще эффект конечности объема ядра. Поле внутри ядра не является кулоновским, что естественно находит отражение в расположении термов. Добавление одного или пары нейтронов к ядру приводит к изменению радиуса ядра и, следовательно, к смещению уровней. Энергия связи электронов в атоме меньше для изотопа с большей массой (Ж >Ж г >г ). Уровни этого изотопа соответственно сдвинуты вверх. Таким образом, эффект объема противоположен по знаку эффекту массы (24.1). Изотопический сдвиг принято считать положительным, если спектральная линия, соответствующая более тяжелому изотопу, сдвинута в сторону больших частот (как в случае (24.1)). Таким образом, эффект объема дает отрицательный сдвиг. [c.272]

Оптические измерения, дающие информацию о некоторых оптических модах колебаний кристалла, были выполнены для высококачественных монокристаллов алмаза во всей области изотопических составов от чистого С до чистого С [89-93], для изотопически обогащённых кристаллов германия [64,94,95]. Частоты колебаний решёток в изотопических смесях (а большинство элементарных кристаллов как раз являются таковыми) хорошо описываются в приближении виртуального кристалла формулой и ОС где в качестве массы фигурирует средняя изотопическая масса смеси. Точные измерения, однако, обнаруживают дополнительный сдвиг частот и уширение фо-нонных линий, которые, как показывает более реалистичная модель — приближение когерентного потенциала, являются прямым следствием рассеяния фононов на флуктуациях массы в смесях. Такой эффект был обнаружен в алмазе [90], Се [64,94-96], о -8п [97] и кремнии [98]. Теоретический анализ эффекта, основанный на расчётах из первых принципов, имеется в работе [99]. На рис. 12.1.5 [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология