Однородное уширение

Существуют различные механизмы уширения спектральных линий. Их можно разделить на однородный и неоднородный. При однородном уширении все частицы, участвующие в поглощении или излучении, вносят одинаковый вклад в профиль спектральной линии. К такому уширению относятся уширения, связанные с конечным временем жизни молекулярных [c.115]

Эффективная скорость спада 1/Тг представляет собой сумму скорости естественной релаксации 1/72 и вклада за счет неоднородного уширения 1/72 . Если последний вклад пренебрежимо мал или если он может быть измерен из ширины опорной линии, для которой вклад однородного уширения 1/72 незначителен, то можно сразу получить время Тг естественного уширения. [c.255]

Случай 1. Однородное уширение и om i < 1. Система следует за изменениями СВЧ-мощности и [c.384]

Случа й 2. Однородное уширение п й) ,Г i > 1. Система не следует за изменением средней СВЧ-мощно ти. Она насыщается при некотором среднем уровне мощности, при этом [c.384]

Однородно уширенная полоса в КК [c.369]

Однородное уширение контуров поглощения. Ограниченность времени жизни возбуждённых атомов (8.2.22) предопределяет размытие их уровней вследствие квантовых законов, главенствующих в мире микрообъектов. Время жизни атома в возбуждённом состоянии Тур — не конкретное время для одного атома, а среднее значение, полученное по большому числу событий, — связано с размытием спектра испускаемых (или поглощаемых на этот уровень) фотонов соотношением неопределённости [c.395]

Однородное уширение. В случае неоднородного уширения ширина линии возникала из-за того, что не совпадали статические или усредненные магнитные поля на каждом магнитном диполе. При однородном уширении можно считать, что и статические, и усредненные по времени поля на каждом диполе одинаковы, однако мгновенные поля не совпадают. Это означает, что форма линии (т. е. зависимость вероятности перехода от магнитного поля) для каждого диполя одна и та же. При этом результирующая линия имеет обычно лоренцеву форму (рис. 2-9). Ширина такой линии, как правило, гораздо больше, чем можно ожидать исходя из величины Ti. Однако при обсуждении ширины линии в этом случае полезно сохранить представление о времени релаксации. Можно ввести еще одно время релаксации 2, основанное на ширине нормированной линии, как это показано на рис. 2-9, а или 2-10, а. Гг определяется соотношением [c.211]

Поскольку 1/Г2 является линейной функцией ширины линии, оно включает в себя как уширение, связанное с временем жизни спинового состояния (которое характеризуется значением Тх), так и другие механизмы, которые обычно приводят к однородному уширению. Эти механизмы можно учесть, если ввести еще одно время релаксации Г таким образом, что [c.212]

Следует подчеркнуть, что Т2 определяется через обратную ширину однородно уширенной линии. При неоднородном уширении обратную ширину невозможно связать с каким бы то ни было временем релаксации. Однако обратная ширина каждого спин-пакета определяет Гз Для данного пакета. [c.212]

ДЛЯ электрона, а // е — амплитуда магнитного СВЧ-поля. Используемое в этом уравнении значение соответствует насыщению отдельного спин-пакета . Спин-пакет является отдельной однородно уширенной компонентой неоднородно уширенной линии, которая представляет собой огибающую большого числа таких компонент. Затем уровень мощности р. ч.-генератора, а следовательно, амплитуда магнитного р. ч.-поля Ящ устанавливается настолько высоко, что скорость п индуцируемых в верхнем направлении переходов при частоте Vni была больше [c.393]

Однородно уширенные линии обычно бывают лоренцевой формы. Если учитывать влияние насыщения мощностью СВЧ- [c.494]

Рис. Г-5, а — Зависимость нормированной амплитуды первой производной от Н (пропорционального для однородна уширенной линии ЭПР. Пунктирная кривая относится к неоднородно уширенной линии ЭПР. б — Зависимость нормированной ширины линии (между точками максимального наклона) от Я[ для однородно уширенной линии.

Для неоднородно уширенных линий (обычно гауссовой формы) амплитуда производной теоретически монотонно увеличивается до некоторого предельного значения с ростом мощности. На рис. Г-5, а этот случай показан пунктирной кривой. Однако на практике даже для линий, которые считаются неоднородно уширенными, амплитуда производной проходит через максимум. Это означает, что имеется также и вклад от однородного уширения, связанного, возможно, с обменным взаимодействием между спинами парамагнитных центров и окружающей матрицы. [c.495]

Кривые насыщения при различных типах уширения показаны на рис. 1.7. Кривую с однородным уширением несложно отличить от кривой с неоднородным, так как первая имеет максимум. [c.27]

J — однородное 2 — неоднородное 3 — однородное уширение сравнимо с неоднородным. [c.27]

Источником уширения линий ЭПР являются также магнитные диполь-дипольные взаимодействия между ионами одного сорта или разных сортов в решетке, обменное взаимодействие между ними, сверхтонкое взаимодействие с ядрами, неоднородности в кристаллической решетке и неоднородности внешнего постоянного магнитного поля [247, 250]. Следует, однако, отличать источники так называемого неоднородного уширения, которое состоит в наложении смещенных линий от разных центров, от источников однородного уширения, укорачивающих время жизни уровня. [c.168]

В твердых телах однородное уширение спектральной линии, как правило, возникает вследствие взаимодействия атома с колебаниями решетки (фононами). Важный механизм, лежащий в основе неоднородного уширения линии в газах (и жидкостях), связан с эффектом Доплера. Вследствие этого эффекта наблюдается различная частота электромагнитного излучения, испускаемого движущимся с некоторой собственной скоростью атомом. Другими словами, можно сказать, что вследствие эффекта Доплера каждый атом в зависимости от его собственной скорости имеет различную частоту перехода. Например, если составляющую скорости атома в направлении, противоположном направлению распространения испускаемой электромагнитной волны, обозначить через и,-, то частота волны (нерелятивистская) оказывается равной [c.19]

Эффект сдвига частоты проявляется в суммарной спектральной линии, формируемой всем ансамблем атомов, испускающих однородно уширенные с лоренцевским контуром линии, центры которых имеют различные частоты. Можно показать [c.19]

В случае однородно уширенной спектральной линии коэффициент поглощения в соответствии с выражениями (19), (21) и (45) можно представить в виде [c.26]

Однородное уширение происходит в тех случаях, когда все атомы испытывают одинаковое влияние со стороны уширяющихся процессов, как, напрнмер, при уширении за счет естественного времени жизни и (в первом приближении) уширении за счет столкновений, которые обычно описываются функцией Лоренца [c.143]

Термины однородное уширение и неоднородное уширение относятся к взаимодействию между модами лазера. Если каждая молекула в лазерной усиливающей среде. может давать вклад во все. моды, то говорят, что излучение лазера однородно уширено. П наоборот, если некоторые молекулы могут давать вклад только в определенные моды, то говорят, что излучение лазера неоднородно уширено (например, доплеровское уширение, где различные моды обусловлены молекулами с различными проекциями линейной скорости вдоль оси лазера). [c.552]

Для трехуровневой рабочей схемы выражение для порога возбуждения генерации на волне однородно уширенной линии люминесценции имеет следующий вид [c.29]

Рассмотрим однородно уширенную линию, которая описывается классическими уравнениями Блоха, причем огибающая сип а имеет вид простой зкспоненты (4.3.6). Средняя мощность дается выражением [c.192]

Различие между однородным и неоднородным уширением при ЭПР было установлено Портисом [9, 10] и использовалось в трактовке экспериментальных результатов по / -центрам [И]. Однородное уширение имеет место в том случае, если сигнал ЭПР возникает при спиновых переходах между двумя слегка размытыми [c.381]

Комбинированный контур Фойгта. Подведём итог сказанному о формировании спектральных контуров линий поглощения атомов в АВЛИС-процессе. Атомы поступают в рабочий объём установки под углом раскрытия 2 д, которому соответствует некоторая спектральная ширина неоднородного доплеровского, образованного проекциями скоростей различных атомов на лазерный луч, уширения А/ о, формула (8.2.8). Вместе с тем, каждый атом в силу тех условий, в которые он поставлен во время эксперимента, может случайно поглотить (высветить) фотон в спектральном диапазоне, который определён контуром однородного уширения Лоренца (формула (8.2.40)). И, наконец, на результирующую ширину линии поглощения влияет расщепление линий целевого и нецелевых изотопов в магнитном и электрическом полях. [c.398]

Молекулы красителей содержат по 40 60 атомов, их молекулярные веса равны М = 300 500. Поэтому бесструктурность полос поглощения и флуоресценции [46] объясняется тем, что с каждым электронным переходом связано множество колебательных и вращательных подуровней с различными частотами, которые при столкновениях с молекулами растворителя испытывают сильное однородное уширение. Электростатическое взаимодействие с полярными молекулами растворителей также увеличивает ширину подуровней. Распределение населённостей основного и возбуждённых состояний молекулы определяется распределением Больцмана. За секунду молекула красителя испытывает примерно 10 столкновений с окружающими её молекулами растворителя. Поэтому время релаксации населённостей возбуждённых колебательных и вращательных подуровней к равновесному состоянию составляет несколько пикосекунд (рис. 8.2.32). Следует отметить, что безызлучатель-ный переход в триплетное состояние не только уменьшает квантовый выход флуоресценции, но и является причиной деградации красителей, поскольку молекула в триплетном состоянии весьма химически активна и может [c.420]

Парамагнитные системы, в которых уширение спектров обусловлено локальными магнитными полями, быстро флюктуирующими по сравнению с временем спин-ре шеточных переходов, были названы однородными, факторами, приводящими к однородному уширению, являются дипольное взаимодействие между спинами с достаточно близкими частотами, спин-решеточная релаксация, взаимодействие с полем излучения, обменные взаимодействия, движение парамагнитных центров в радиочастотном поле, спиновая диффузия, а также различного рода быстрые движения парамагнитных центров, приводящие к усреднению локального поля. В однородной системе энергия, получаемая частью системы, быстро передается по всей системе и, таким образом, все спины находятся в тепловом равновесии. [c.96]

Приведенные выше уравнения не выполняются, если форма линии нелоренцева или уширение неоднородное. Однородное уширение наблюдается в том случае, когда спиновая система в процессе резонанса находится в равновесии. Портиш [57] показал, что если уширение обусловлено взаимодействиями вне спиновой системы, например неоднородностям внешнего поля, то поведение сигнала [c.441]

Теперь полезно рассмотреть более подробно стационарный опыт по ДЭЯР для системы с 5 = 7г и / = 72, который кратко описан в разд. 13-1. Начинают с оптимизации интенсивности неоднородно уширенной линии ЭПР, после чего устанавливают поле в центре линии (т. е. при Ни на рис. 13-3, в). Мощность СВЧ берется несколько больше того значения, при котором интенсивность однородно уширенной линии была бы максимальной (рис. Д-5, а). Оптимальное значение магнитного СВЧ-поля Н1е для измерений стационарного ДЭЯР должно удовлетворять равенству у1н еТ1Т2—2> [128]. Здесь у —гиромагнитное отношение [c.392]

Выше было показано, что в результате диполь-дипольного взаимодействия парамагнитных частиц, распределенных в объеме парами с одинаковым расстоянием г между частицами внутри пары и углом ориентации пары 9, линия поглощения расщепляется на две линии (см. рис. 1.6, а). Величина расщепления в этом случае определяется углом 0 и расстоянием г. Однако такое распределение радикалов в объеме встречается сравнительно редко. Обычно парамагнитные частицы распределяются не парами, и более пли менее равномерно. Диполь-дипольное взаимодействие между ними тогда п риводит лишь к однородному уширению линии поглощения (см. рис. 1.6, в). [c.38]

Метод последовательного насыщения. В условиях адиабатически медленного прохождения (vмЯ у Я , у Т С где ум и Ям — частота и амплитуда модуляции магнитного поля) регистрируется изменение величины сигнала от напряженности СВЧ-поля Н . Зависимость интенсивности сигнала для однородно уширенной линии 7 = Я (Ц-Л )для неоднородно уширенной у тде А= / у1Н1Т1Т , если ширина линии за счет неоднородного распределения АЯ ф ДЯ п [49]. Ширина спин-пакета АЯсп = [c.457]

Рис. 1.8, Коэффициент поглощения однородно уширенной линии при различных интенсивностях возбуждения. Рисунок перепечатан с разрешения из книги Звелто [16], вышедшей в издательстве Тамбурини , Милан.

В случае неоднородно ун прениой линии явление насыщения носит более сложный характер. Качественно его можно описать следующим образом если суммарное уширение спектральной линии обусловлено неоднородным распределением однородно уширенных линий отдельных атомов, то интенсивная волна возбуждения /(оз) может взаимодействовать только [c.27]

Контур спектральной линии часто описывают как неоднородно или однородно уширенный или сдвинутый. Неоднородное уширение имеет место, когда коэффициенты поглощения для разных подгрупп атомов в общей населенности по-разному зависят от излучеиия. Например, для атомов, движущихся с составляющей скорости V (см/с) в направлении к детектору, эффект Доплера вызывает сдвиг спектральной линии в сторону голубого участка спектра, тогда как для атомов, движущихся от детектора, происходит сдвиг в сторону красного участка спектра. Величину голубого сдвига хможно найти по формуле [c.142]

В случае если поглощающие атомы дают одинаковый вклад в поглощение при любой частоте внутри контуров поглощения, то функция (V—Уо) описывается лоренцевским профилем и процесс уширения называется однородным. Если же, с другой стороны, определенный частотный интервал внутри контура поглощения связан с определенным набором поглощающих атомов, то функция g — о) описывается гауссовским профилем, а процесс уширения, ответственный за это, называется неоднородным. Типичным случаем однородного уширения является уширение вследствие соударений, а неоднородного уширения— эффект Доилера. Когда в атомной системе имеют место оба про- [c.206]

Если в соединение, характеризующееся упорядоченностью своей структуры, активаторная примесь входит изоморфно, замещая один тип ионов матрицы, расположенных в строго эквивалентных позициях, то мы имеем дело с идеальным простым одпоцентровым кристаллом. В этом случае все элементарные центры являются идентичными, и связанная с ними спектральная линия представляет собой наложение множества тождественных по положению и контуру линий. В этом случае физические процессы, которые затрагивают весь ансамбль частиц, полностью совпадают с процессами взаимодействия в каждом отдельно взятом центре. Поэтому линии в спектрах, принадлежащих таким кристаллам, называют однородно уширенными. К однородному уширению линий активаторных ионов приводит естественное уширение связанных с ними состояний, которое обусловлено спонтанными излучательными и безызлучательными переходами. В реальных простых кристаллах вследствие микронеоднородностей (дефектов) самой матрицы даже при изоморфном вхождении примеси активаторные центры будут несколько отличаться друг от друга. Особенно это становится заметным при низких температурах, когда уширение уровней за счет безызлучательных переходов становится малым. В этом случае наблюдаемые линии представляют собой суперпозицию слегка разнесенных по частоте линий, принадлежащих отдельным центрам. В то яге время, как следует из теории, ширина электронной линии при Г О должна стремиться к величине порядка естественной ширины, т. е. к величине [c.25]

Оптические резонаторы с дисперсией могут также использоваться и для возбуждения стимулированного излучения на частотах отдельных однородно уширенных линий люминесценции активаторных ионов простых кристаллов и для перестройки частоты генорапии в пределах ширины этих линий. В связи с тем что ширина линий люминесценции сред с упорядоченным кристаллическим строением при 300 К составляет около 10 см -, условие (3.17) для них будет выполнить труднее. В этом случае в качестве дисперсионного элемента, полгещаемого в резонатор, можно использовать интерферометр <1>абри — Перо (см. рис. 3.22, в), у которого Аур может быть менее 1 м . [c.64]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология