Рассеяние комбинационное релеевское

В зависимости от того, в каком из двух состояний, Е или Е", молекула находилась первоначально. Как следствие, в рассеянном свете вместе с неизмененной частотой Vo появляются частоты То + АЕ/к и — АЕ/к происходит комбинационное рассеяние. В нижней части рис. 13 приведена схема спектра, где показаны релеевская линия и линии комбинационного рассеяния, возникающие благодаря переходам между уровнями Е" и Е. Комбинационная линия более низкой частоты, чем релеевская, называется стоксовой линией, линия более высокой частоты — антистоксовой. Вообще величины смещений (в см ) линий комбинационного рассеяния от релеевской линии дают разности энергий для молекулы. Согласно теории, в спектре комбинационного рассеяния могут встретиться линии, возникающие благодаря переходам между вращательными, колебательными и электронными уровнями энергии. До настоя- [c.127]

Рассмотрим кратко механизм взаимодействия света с веществом. Под влиянием переменного электрического поля распространяющейся в веществе световой волны электроны совершают вынужденные колебания при этом каждый электрон можно рассматривать как осциллятор, частота которого равна частоте падающего света. Каждый такой осциллятор служит источником вторичных световых волн, взаимодействие которых обусловливает дифракцию и рассеяние света. Если рассеянный свет имеет ту же длину волны, что и падающий, то такое рассеяние называется релеевским. Если же в результате взаимодействия света с молекулами, находящимися в колебательном или вращательном состоянии, происходит изменение длины волны света при рассеянии, то такое рассеяние называется комбинационным. Комбинационное рассеяние на несколько порядков слабее реле-евского и в настоящей книге рассматриваться не будет, [c.147]

В гл. I кратко рассмотрены общие вопросы разновидности люминесценции, ее связь с фотохимией, поляризация люминесценции. Уделено внимание и рассеянию света (релеевскому и комбинационному), поскольку оно может служить помехой при измерениях люминесценции. [c.5]

Абсолютные интенсивности комбинационного рассеяния и релеевского рассеяния на некоторых электронных уровнях [c.130]

Отметим, что в идеальном кристалле возможно лишь бриллюэновское и комбинационное рассеяние, а релеевское (без изменения частоты) невозможно. На практике же различные включения и нерегулярности, всегда встречающиеся в реальных кристаллах, вызывают паразитное рассеяние света без изменения частоты, интенсивность которого иногда достигает заметной величины. [c.156]

Спектры комбинационного рассеяния света. Молекулы газов, жидкостей и кристаллов способны не только испускать и поглощать свет, но и рассеивать его. Если спектральный состав падающего и рассеянного света одинаков, то рассеяние называется релеевским, или классическим. Оно объясняется упругим взаимодействием кванта света с молекулой, при котором не происходит обмена энергии. Но может быть и такое поглощение света, которое вызывает колебания ядер молекул и связанную с этим деформацию электронной плотности. Одновременно изменяется частота рассеянного света. Рассеяние света молекулами среды, сопровождающееся изменением частоты падающей электромагнитной волны, называется комбинационным. рассеянием света (КРС). Явление КРС открыто в 1928 г. одновременно и независимо Л. И. Мандельштамом и Г. С. Ландсбергом (С(ХР) и Раманом (Индия). Спектры КРС подобно ИК-спектрам являются колебатель- [c.49]

Спектры комбинационного рассеяния света. Молекулы газов, жидкостей и кристаллов способны не только испускать и поглощать свет, но и рассеивать его. Если спектральный состав падающего и рассеянного света одинаков, то рассеяние называется релеевским, или классическим. Оно объясняется упругим взаимодействием кванта света с молекулой, при котором не происходит обмена энергии. [c.54]

Рассеяние света без изменения частоты называется классическим или релеевским. Рассеяние света с изменением частоты называется комбинационным, причем рассеяние с частотой с (оз — 0) ) называется стоксовым, а с частотой с т Ыд) — антистоксовым. [c.17]

Широко используются для исследования структуры молекул и спектры комбинационного рассеяния (КР-спектры). Если через прозрачное вещество в кювете пропускать параллельный пучок света, то некоторая его часть рассеивается во всех направлениях. Если источник света монохроматический с частотой V, то в спектре рассеяния обнаруживается частота ч, равная частоте V. Этот результат вытекает как из квантовой, так и из классической теории рассеяния. Рассеяние без изменения частоты и соответственно без изменения энергии молекулы называют классическим, релеевским (по имени физика [c.145]

Схема происхождения спектров комбинационного рассеяния приведена на рис. 67. Частоты стоксовых и антистоксовых линий представляют собой комбинацию частоты релеевской линии с частотой перехода между уровнями пит молекулы V" = AE /h . Согласно (43.4) и (44.2) [c.146]

Вращательные спектры комбинационного рассеяния можно использовать для определения вращательных постоянных и других констант гомонуклеарных молекул На, О2, СЬ, которые не имеют спектров поглощения в ИК-области. Для этого нужны приборы высокой разрешающей силы, так как комбинационные смещения во вращательных спектрах малы и стоксовы линии лежат очень близко к релеевской, затмевающей их своей интенсивностью. Поэтому наряду с КР-спектрами для указанной цели используют с большим успехом электронные спектры. [c.155]

Следовательно, явление комбинационного рассеяния можно наблюдать, только если da/dr Ф 0. (Отметим, что интенсивность релеевского рассеяния пропорциональна поляризуемости молекулы о равновесном состоянии.) [c.221]

Трудности применения спектроскопии комбинационного рассеяния к полимерам состоят в следующем 1) сильное релеевское рассеяние или так называемое фоновое рассеяние света 2) поглощение света образцом, приводящее к невозможности измерения интенсивности линий комбинационного рассеяния. [c.280]

Перейдем теперь к другой характеристике рассеянного света — к его спектральному составу.. Дело в том, что при релеевском рассеянии света также происходит изменение длины волны, но только более слабое, чем при комбинационном рассеянии. Изменение длины волны при комбинационном рассеянии света связано с движениями атомов внутри молекулы, а изменение длины волны при релеевском рассеянии света — с тепловыми движениями молекул. Отсюда уже можно сделать заключение, что изменение длины волны при релеевском рассеянии должно быть примерно во столько раз меньше, во сколько раз скорость движения молекул меньше скорости движения атомов в молекулах. [c.243]

Рассеяние света молекулой как в форме релеевского рассеяния, так и в форме излучения комбинационного рассеяния основано на том, что колеблющееся Электрическое поле падающего светового луча, воздействуя на электроны, вызывает периодически изменяющийся электрический момент молекулы. Амплитуда колебания этого электрического момента тем больше, чем больше поляризуемость облучаемой молекулы. Более точная теория показывает, что интенсивность обычного рассеянного света зависит, помимо интенсивности облучающего света, только от поляризуемости облучаемой молекулы, а на интенсивность излучения комбинационного рассеяния, кроме интенсивности облучающего света, влияет изменение, которое испытывает поляризуемость вследствие непостоянства расстояний между атомными ядрами. Если на поляризуемость практически не влияют колебания ядер, так как электронное облако, окружающее одно ядро, только очень слабо воздействует на другое, то излучение комбинационного рассеяния может не обладать заметной интенсивностью. Сильное взаимное влияние электронных облаков всегда проявляется в тех случаях, когда атомы, участвующие в создании молекулы, имеют общие электроны. Поэтому спектры комбина- [c.345]

Р и с. 13. Квантовая теория релеевского и комбинационного рассеяния. Сплошными стрелками показаны переходы, действительно и.меющие место в молекулах. Пунктирные стрелки обозначают виртуальные переходы. [c.126]

Здесь [(а ) ] "— интенсивность так называемого изотропного, а [р ] "" — интенсивность анизотропного рассеяния. Если V = и",то это степень деполяризации релеевского рассеяния, и если V Ф V", то степень деполяризации линии спектра комбинационного рассеяния, соответствующей переходу и <—> V". [c.135]

О и 5 имеют спин, равный нулю. Следовательно, расстояние между линиями равно 8Вд, и оно может быть использовано для определения нумерации вращательных линий. Даже если предварительно не известно, что часть линий не проявляется, из уравнения (24) можно видеть, что в спектре комбинационного рассеяния будет отсутствовать каждая вторая линия. Если присутствуют все линии, как, например, в спектре НгО (рис. 5), то расстояние между линиями будет равно 4Во и первая вращательная линия будет отстоять от возбуждающей на величину 6В . Если присутствуют только четные линии, как, например, в СО и СЗг, то расстояние между линиями равно 8В, и первая линия отстоит от возбуждающей на величину бВо- Наконец, если присутствуют только линии с нечетными J, как, например, для молекулы Оз (рис. 3) (это происходит вследствие того, что основное электронное состояние этой молекулы — 2 ), то расстояние между линиями равно 8В , но первая линия отстоит от возбуждающей на расстоянии 105(,. Обычно ближайшие несколько линий (по отношению к возбуждающей) наблюдаются плохо из-за большой интенсивности релеевской линии, но экстраполяция линий 5-ветви к возбуждающей [c.153]

Если обратиться к инфракрасным спектрам полимеров (спектры комбинационного рассеяния в этом случае получить трудно, так как для образцов полимеров характерно сильное релеевское рассеивание), то часто можно видеть, что аморфные полимеры имеют очень нечеткие спектры с довольно широкими полосами, тогда как при кристаллизации полосы становятся узкими и резкими. Вначале причина таких изменений была непонятна, теперь же ясно, что они вызваны наличием в кристаллическом состоянии только одной устойчивой изомерной конфигурации повторяющихся в цепи структурных элементов. Еще Эллиот, Эмброуз и Темпл [18И показали, что в спектрах стерео-регулярных цепей сильными являются те полосы, которые [c.417]

Дипольный момент содержит член, который изменяется с частотой падающего света V. Согласно вышеизложенному, система будет поэтому излучать свет частоты V, который совпадает по фазе с падающим светом и называется поэтому когерентным. Это когерентное рассеяние света атомной системой называется релеевским рассеянием. Большее значение для выяснения вопросов структуры молекулы имеет изучение явления, известного под названием комбинационного, или рамановского, рассеяния. Чтобы понять происхождение этого явления, рассчитаем дипольный момент для перехода а—когда на систему воздействует излучение частоты V. Волновые функции будут [c.161]

Тот факт, что А/может быть равно 2, эквивалентен результату, полученному на основании классической теории в параграфе 336, согласно которому частота рассеянного света изменяется на величину 2v .. В том случае, когда А/ = 0, рассеянное излучение имеет ту же частоту, что и падающий свет, и, следовательно, в этом случае отсутствует комбинационное смещение линий и линии рассеянного света не отличимы от спектральных линий падающего света или от линий релеевского рассеяния. Комбинационные частоты, которые могут наблюдаться для --молекул, соответствуют переходам Д/=- -2 (стоксовы линии) и Д/=—2 (антистоксовы линии). Вследствие того, что вращательные кванты относительно малы, значительное число уровней энергии будет занято многими молекулами при обычных температурах. Следовательно, можно наблюдать несколько вращательных комбинационных переходов, соответствующих начальным значениям /, равным 0,1, 2.. . и т. д. до 10 и даже более. Р1спользуя уравнение (28.1) для энергии жесткого ротатора [c.248]

Сущность эффекта заключается в том, что когда свет достаточной интенсивности проходит через вещество, то часть света, рассеиваемая перпендикулярно направлению исходного луча, содержит и большие, и хменьшие частоты, чем были в исходном луче при обычном рассеянии света (релеевское рассеяние) частота вообще не изменяется. Прн комбинационном рассеянии наряду с нормаль- [c.133]

Комбинационное рассеяние света. Эффект комбинационного рассеяния, открытый., независимо друг от друга Раманом, Мандельштамом и Ландсбергом, часто применяется для исследования соединений с ковалентной связью. Сущность эффекта заключается в том, что когда свет достаточной интенсивности проходит через вещество, то часть света рассеивается перпендикулярно направлению исходного луча, содержит и большие и меньшие частоты, чем были в исходном луче при обычном рассеянии света (релеевское рассеяние) частота вообще не изменяется. При комбинационном рассеянии наряду с нормальной частотой в спектре обнаруживаются дополнительные линии — спутники . Те линии, частота которых меньше, чем в исходном колебании, называют стоксовыми линиями, а те, у которых частота больше,— антистоксовыми. Физическая картина этого явления представляет собой взаимодействие падающего кванта света с молекулой вещества (неупругое соударение). При этом или часть энергии кванта поглощается молекулой и рассеивается меньший квант, или, если молекула находится в возбужденном состоянии, падающий квант получает от нее дополнительную энергию и рассеивается больший квант. Молекула, следовательно, может находиться в двух состояниях, отличающихся по запасу энергии на А . В первом случае квант рассеянного излучения должен иметь величину (Яг—АЕ), а во втором — величину (/гг+АЯ). Это соответствует частотам стоксовой линии V—(АЕ/Н) и антистоксовой - - АЕ/Н), причем интенсивность стоксовой линии будет выше, так как большинство молекул находится в основном состоянии, а число возбужденных молекул обычно очень мало. Энергетические уровни в комбинационном рассеянии представляют собой уровн , возникающие вследствие изменения поляризуемости молекулы. Свет, т, е. электромагнитные волны, вызывает поляризацию люлекулы и индуцирует в ней переменный диполь. Между напряженностью Е поля и дипольным моментом .I существует прямая пропорциональная зависимость Е= а х., где а — поляризуе- [c.206]

Возникновение спутников основной частоты получило название комбинационного рассеяния (КР) света или эффекта Рамана (в зарубежной литературе). Оно было открыто независимо и одновременно советскими физиками Мандельштамом и Ландсбергом и индийскими физиками Раманом и Кришнаном. Вероятность неупругого столкновения мала, поэтому стоксовы линии слабые, интенсивность их в миллионы раз меньше релеевской, при фотографировании требуется длительная, часто многочасовая экспозиция. Еще более слабы ан-тистоксовы линии, так как вероятность сверхупругого рассеяния еще меньше (при низких температурах доля возбужденных молекул ничтожна). Сравнение интенсивности релеевской, стоксовой и антистоксовой линий приведено на рис. 68. [c.146]

В таком случае имеет место комбинационное рассеяние. Как нетрудно показать, комбинируя формулы ( 1.194), ( 1.195) и ( 1.196), а также применяя простые тригонометрические преобразования, полный индуцированный момент будет содержать, кроме члена fгv . изменяющегося с частотой г о и являющегося причиной релеевского рассеяния, также и члены Xv -V g и pv ,+v изменяющиеся с частотами Vo — и Vo + Vкoл. Эти составляющие обусловливают появление комбинационного рассеяния, т. е. стоксовой, линии с частотой V = [c.256]

Комбинационное рассеяние (раман-эффект) . Колебательное движение ядер (и вращение молекул) можно вызвать косвенным воздействием, а именно возбуждением электронов. Для этого вещество просвечивают видимым светом или ультрафиолетовым излучением, волновое число которого достаточно сильно отличается от волнового числа Vд, поглощаемого веществом излучения. Возбуждающий свет вызывает периодическое смещение электронов в молекуле и тем самым индуцирует наведенный электрический диполь. Образуется своего рода источник вторичного излучения, волновое число которогоз1 совпадает с возбуждающей частотой (релеевское рассеяние). [c.220]

Периодическое смещение электронов, участвующих в образовании связи, является причиной периодического изменения геометрии молекулы. Другими словами, появляется связь между колебательным движением электронов и ядер, т. е. движение электронов модулируется. Изменение положения атомов и атомных групп вызывает колебательное движение атомов и молекул. Энергия, расходующаяся на возбуждение этих колебаний, представляется падающим излучением. Поэтому наряду с линиями релеевского рассеяния Vst = vo наблкадают слабые парные линии npH Vo "vr. Разность волновых чисел Av = Vo — (vo Vr) соответствует волновым чис- ь-лам Vj определенных колебаний. Совокупность таких линий составляет спектр комбинационного рассеяния ра-ман-спектр). Наряду со стоксовыми линиями, характеризующимися более низкими волновыми числами (vq — Vp), в спектре комбинационного рассеяния появляются чрезвычайно слабые антистоксовы (-7о+ v ) линии, смещенные в коротковолновую область. Они возникают в том случае, если энергия колебательно-возбужденной молекулы суммируется с энергией первичного излучения (рис. 5.12,а). [c.221]

Ценнейшую информацию для теории химической связи дают сведения и о пространственной анизотропии связевых рефракций. Поскольку молекулярная рефракция является скалярной величиной, для получения характеристики анизотропии должны быть привлечены дополнительные данные. Таковые могут быть получены, например, из измерений фактора деполяризации релеевского рассеяния в спектроскопии комбинационного рассеяния. Не останавливаясь на теории вопроса, выходящего за рамки данной книги, сошлемся на последнюю работу в этой области Клемента и Сорина [197], которые получили значения рефракций вдоль (Я ц ) и перпендикулярно (/ X ) оси химической связи углерод — углерод [c.149]

При использовании в качестве источников света лазеров был обнаружен целый ряд новых явлений, в основе которых лежит релеевское рассеяние света. Эти явления получили название вынужденного комбинационного рассеяния и основали новую область науки — нелинейную оптику. Нелинейная оптика затрагивает эффекты, определяемые изменениями во Бремени нелинейной части коэффициента поглощения света. Напряженность поля в световой волне при изучении эффектов вынужденного рассеяния света составляет 10 -г-10 в см. Такая световая волна изменяет состояние среды. Эксперименты показали, что и вынужденное молекулярное рассеяние света в воде также очень мало по сравнению с рассеянием света другими жидкостями (Фабелинский, 1969). [c.152]

ИК-спекгр представляет собой спектр поглощения в шфракрасной области. Спектр КР возникает при облучении вещества монохроматическим светом ультрафиолетового шш видимого диапазона. Под воздействием монохроматического светового потока с частотой v молекулы вещества поляризуются и рассеивают свет с частотой v (релеевское рассеяние), а также с частотами v . комбинационное рассеяние), где — частота нормальных колебаний молекулы. Таким образом, колебательные [c.286]

Спектры комбинационного рассеяния. Если на газ или жидкость падает свет, то часть его оказывается рассеянной во все стороны (релеевское рассеяние). Главная часть этого рассеянного света (интенсивность его-обратно Пропорциональна четвертой степени длины волны) имеет ту же частоту, что и падающий свет. Меньшая часть отраженного света, как это-было предположено Смекалом (Smekal, 1923) и экспериментально установлено Раманом (Raman, 1928), имеет частоту иную, чем частота падающего света, по той причине, что часть световой энергии может превращаться в колебательную энергию молекул. Последняя изменяется при этом всегда на один квант, (v — частота атомных колебаний). При этом имеет [c.344]

Излучение комбинационного рассеяния присуще как твердым, так и жидким и газообразным веществам. Лучше всего его можно наблюдать на кристаллах и жидкостях, в которых на это излучение не так сильно налагается релеевское рассеянное излучение, как в газах. Возможность непосредственного применения спектров комбинационного рассеяния для разрешения химических цроблем видно из следующего так как собственные колебания различаются в зависимости от рода непосредственно связанных атомов и арад тера связи и на них мало влияют соседние атомы, то можно устанавливать существование в соединениях определенных группировок атомов на основании характерных для них линий комбинационного рассеяния. Можно использовать эти спектры для идентификации различных типов связи, например для различия обычных комплексов и комплексов внедрения. Далее, возможным оказывается вывод структуры молекулы из данных спектра комбинационного рассеяния на основе зависимости числа возможных колебательных состояний от свойств симметрии молекулы. [c.346]

В 1923 г. Смэкаль [97] предсказал рассеяние света с изменением длины волны. В 1928 г. Раман [84] открыл этот эффект в ряде жидкостей. Примерно в то же время Ландсберг и Мандельштам [58] наблюдали тот же эффект на кристаллическом кварце, и несколько месяцев спустя Рамдас [85] наблюдал его в парах этилового эфира. Раман обнаружил, что если монохроматический свет проходит через прозрачное вещество, то в спектре, кроме интенсивных линий релеевского рассеяния, появляются еще несколько слабых линий. Эти новые линии, называемые теперь линиями спектра комбинационного рассеяния, являются [c.115]

Обычно применяемая для получения спектров комбинационного рассеяния кювета использует только часть рассеянного света. Это ясно из схемы, приведенной на рис. 32, а, которая представляет собой произвольное сечение кюветы, проходяш,ее через ее ось. (Кювета и спектрограф помещены в непосредственной близости друг к другу, для того чтобы полностью заполнить коллиматор, не используя конденсаторных линз, т. е. переднее окно кюветы помещается перед щелью спектрографа, а задняя диафрагма кюветы такова, что заполняет коллиматор.) Когда газ в кювете подвергается облучению, молекулы рассеивают свет (релеевское и комбинационное рассеяние) по всем направлениям и только незначительная часть общего потока от любого элементарного рассеивающего объема попадает в спектрограф. Рассмотрим элемент объема Р, находящийся в конусе наблюдения abed. Из этого конуса в спектрограф от любой точки Р попадает только та часть света, которая входит в элементарный угол P d, т. е. пучок света, выходящий из точки Р и опирающийся на щель. Однако очевидно, что имеется неопределенное число таких элементарных [c.204]

Так как эта книга посвящена только колебательным спектрам, в ней опущено описание электронных и вращательных спектров. Несмотря на то что колебательные спектры экспериментально наблюдаются как инфракрасные спектры пли как спектры комбинационного рассеяния, физическая природа этих двух типов спектров различна. Инфракрасные спектры возникают в результате переходов между двумя колебательными уровнями молекулы, находящейся в основном электронном состоянии, и обычно наблюдаются как спектры поглощения в инфракрасной области. С другой стороны, спектры-ком-бинационного рассеяния возникают при электронной поляризации, вызванной ультрафиолетовым или видимым -излучением. Когда молекула облучается монохроматическим светом с частотой V , то вследствие электронной поляризации молекулы, вызванной падающим светом, последняя излучает свет с частотой V (релеевское рассеяние), а также у у,- (комбинационнное рассеяние), где — колебательная частота. Таким образом, колеба- [c.18]

Рамановское испускание всегда в известной г.5ере поляризовано, а некоторым колебаниям соответствует весьма высокая степень поляризации. Качественно понятно, что если молекула совершает полносимметричное колебание (например, дыхательное колебание), то. как релеевское, так и комбинационное рассеяния должны быть полностью поляризованы в направлении [c.69]