Вероятность эффекта Мессбауэра

Рис. 1. Зависимость вероятности эффекта Мессбауэра от молекулярного веса оловосодержащих соединений типа

Таким образом возникает возможность наблюдения ядерной гамма-резонансной флуоресценции на линиях естественной ширины — эффект Мессбауэра (рис. 1.8). Вероятность излучения или поглощения гамма-квантов в твердых телах без возбуждения фононов (вероятность эффекта Мессбауэра) принято обозначать через f или / соответственно. В тех случаях, когда эти процессы реализуются, контуры линий излучения и поглощения с естественными ширинами Г полностью перекрываются (поскольку //А, 1 и Eq = Si), и резонансная флуоресценция проявляется наиболее ярко [см. формулу (1.6) при х = = 0]. Если по каким-либо причинам энергия ядерного перехода в источнике излучения (а следовательно, и энергия гамма-кванта) отличается от энергии перехода ядра в поглотителе на величину х, много большую 2Г, то резонансное поглощение становится исчезающе малым [см. формулу (1.6) при х Э 2Г]. [c.22]

Анализ интенсивностей мессбауэровского спектра поглощения монокристаллов с квадрупольно расщепленной линией позволяет получать информацию о средне-квадратичных отклонениях резонансного ядра от равновесия (возникающих вследствие тепловых колебаний атома в решетке кристалла), от направления градиента электрического поля на резонансном ядре, а также знак константы квадрупольного взаимодействия. Теоретические основы метода определения таких величин заложены работами [Х.2] и [10]. Согласно этим работам вероятность эффекта Мессбауэра имеет угловую зависимость, являющуюся следствием анизотропии средне-квадратичных отклонений колеблющегося ядра. При этом рассматри- [c.207]

Значения молекулярного веса, микротвердости, средней теплоты атомизации и вероятности эффекта Мессбауэра для оловосодержащих соединений [c.127]

Характерной особенностью изученных стеклообразных сплавов является заметно меньшая величина вероятности эффекта Мессбауэра по сравнению с кристаллическими сплавами соответствующих составов, что свидетельствует об ослаблении силы связи атомов, имеющих место при переходе кристалл — стекло. [c.129]

Параметры, зависящие от динамики движения излучающих и поглощающих ядер в твердых телах (разд. Б — Г). К их числу можно отнести вероятность эффекта Мессбауэра / (или / ), ее температурную зависимость и характер ее анизотропии, а также температурный сдвиг спектральных линий. Вероятность эффекта Мессбауэра зависит от среднеквадратичной амплитуды тепловых колебаний атомов. Температурный сдвиг 6 определяется средней кинетической энергией этих колебаний. К этой же группе характеристик можно отнести и уширение наблюдаемой спектральной линии, которое в некоторых случаях может быть обусловлено диффузионным движением атомов в твердых телах [22—226]. [c.25]

Для вероятности резонансного излучения гамма-кванта без отдачи f расчеты дают выражение, полностью аналогичное формуле (1.36), причем под х ) нужно понимать средний квадрат проекции амплитуды колебания излучающего ядра на направление вылета гамма-кванта. Выражение (1.34) является общим для случая гармонического приближения и справедливо для любых кристаллов, содержащих произвольное число атомов в элементарной ячейке, но обладающих строго регулярной структурой. В этом случае, как показано в работах [37—39], вероятность перехода без отдачи практически определяется вероятностью перехода без изменения состояния решетки при любых температурах . Отметим, что Шапиро [41] получил для величины / выражение, аналогичное формуле (1.36), исходя из классических соображений о тепловых колебаниях излучающих атомов (тепловые колебания атомов становятся источниками модуляции гамма-излучения вследствие эффекта Допплера). Вероятность эффекта Мессбауэра, как это видно из формулы (1.34), связана с параметрами твердого тела через величины а (р, т) и < г(Р. " ))- Последние имеют простой физический смысл а (р, т) 1 — плотность распределения частот осцилляторов или так называемый фононный спектр твердого тела, т (р, т)) — средний квадрат амплитуды колебания отдельного осциллятора, который зависит от степени его возбуждения, т. е. от температуры твердого [c.30]

Б. ВЕРОЯТНОСТЬ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА [c.26]

Общее выражение для вероятности эффекта Мессбауэра [c.26]

Вероятность эффекта Мессбауэра при ядерном переходе между подуровнями уровней eng записывается в следующем виде [c.26]

Полная вероятность эффекта Мессбауэра в источнике излучения и поглотителе определяется выражениями /= 2/в>г = где суммирование ведется по всем допустимым переходам между подуровнями gm и е - Поскольку по определению = Ь 2 Р = Ь то полные вероятности эффекта Мессбауэра определяются соотношениями (1.25) и (1.26). [c.27]

Возвращаясь к выражению (1.34), подчеркнем, что в общем случае величина вероятности эффекта Мессбауэра определяется тремя параметрами, как это указывалось ранее энергией отдачи свободного ядра / , эффективной температурой 0м [c.35]

Температурное изменение и вероятности эффекта Мессбауэра и изомерного сдвига в спектрах отмечают четкую аномалию при температуре Кюри. Изменение / вблизи Тс вызывается существованием температурно-зависимых поперечных оптических мод решеточных колебаний в соответствии с недавними моделями ферроэлектрических переходов. Изменение же изомерного сдвига предположительно обусловлено изменением ковалентности связи и ростом электронной плотности на центральном ионе выше температуры Кюри. Эти результаты иллюстрируют полезность мессбауэровского метода для изучения ферроэлектрических материалов. [c.180]

Нетрудно видеть, что увеличение массы структурных единиц и упрочнение их связей (рост ) ведет как к увеличению вероятности эффекта Мессбауэра при низких температурах, так и к ослаблению ее температурной зависимости. Представляет интерес рассмотреть, как влияет встречное изменение двух названных характеристик, например сочетание утяжеления массовых единиц и уменьшения энергии связи между ними. Именно такое изменение происходит при переходе от кристалла, в котором атомы или ионы с массой М. связаны обычными ковалентными или ионными связями Ei порядка электронвольта) к молекулярному кристаллу, в котором масса структурной единицы УИг в несколько раз превышает тИ , но зато энергия связи этих единиц Е2 в десятки раз меньше Е . Введем обозначения = Е Е а = М 1М2<., причем р > 1. При низких температурах [c.36]

Выше при рассмотрении относительной интенсивности компонент электрического квадрупольного и магнитного дипольного сверхтонких взаимодействий в спектрах поглощения изотропных поликристаллических порошков не учитывалась возможная зависимость амплитуды колебания поглощающего гамма-квант ядра от направления колебаний в монокристалле по отношению к его характерным осям. Наличие такой анизотропии колебаний, когда амплитуды колебаний ядра в молекуле и молекулы в молекулярном кристалле существенно зависят от направления колебаний, приводит не только к анизотропии вероятности эффекта Мессбауэра в монокристалле, но и к изменению соотношения интенсивностей отдельных компонент сверхтонкой структуры при квадрупольном и магнитном расщеплении спектров даже для совершенно изотропных поликристаллов. [c.86]

Вероятность эффекта Мессбауэра на примесном ядре в кубической одноатомной решетке описывается функционалом (а (со), т/то, Т), где а (со) — функция распределения частот фононного спектра матрицы, т и/По —массы соответственно примесного атома и атома матрицы. Локализованные колебания наблюдаются лишь в случаях, когда т < то. В противоположных случаях т > то) они наблюдаются в спектре в виде так называемых квази-локальных колебаний, т. е. низкочастотных колебаний с конечным временем жизни и поэтому с уширенным спектром частот. Соответственно при неизменном виде фононного спектра следует ожидать существенно разной температурной зависимости / для легкого и тяжелого (по отношению к т примесного атома. [c.38]

Данные о вероятности эффекта Мессбауэра для атомов, сорбированных на поверхности твердых тел, могут служить источником сведений о природе сорбции и характере движения атомов в адсорбционных слоях. [c.39]

Список приведенных примеров далек от полноты, но он уже достаточно убедительно демонстрирует физико-химическую значимость информации, получаемой на основе определения вероятности эффекта Мессбауэра. [c.39]

Выражение (1.102) получено для монокристалла. В том случае, когда исследуемое вещество является поликристаллическим порошком, необходимо усреднить выражение (1.102) по углу 0 с учетом того, что вероятность эффекта Мессбауэра (/) также является функцией этого угла (разд. II,В). Таким образом, в общем случае относительная интенсивность линий в квадру-польном спектре для поликристаллических объектов исследования будет зависеть как от степени анизотропии фактора /, так и от вида углового распределения гамма-излучения Рз1 и Рц. Этот вопрос будет рассмотрен в другом разделе этой главы. [c.58]

Роль анизотропии фактора Дебая — Валлера продемонстрирована и в спектрах рассеяния [154] тоже на примере оловоорганических соединений. Как было показано в работе [45] (см. также разд. II, Б, 4), вероятность эффекта Мессбауэра в молекулярном кристалле в первом приближении может быть записана в виде [c.87]

ДОМ теле (д р— х ). Для определения каждой из величин (л f ) и х необходимо дополнительно найти абсолютную вероятность эффекта Мессбауэра. Поскольку в изотропном поликристаллическом образце все углы 0 равновероятны, получаем (для тонкого образца) [c.89]

В выражениях (1.160) сумма интенсивностей всех линий нормирована к величине, характерной для аналогичного изотропного поликристаллического образца в отсутствие асимметрии / в соответствующих монокристаллах. Из выражения (1.160) явствует, что учет анизотропии вероятности эффекта Мессбауэра в монокристаллах сильно влияет на относительную интенсивность линий, отвечающих переходам /2 +V2 в зеемановском спектре изотропных поликристаллических порошков. В работе [27] приведены также интенсивности линий при квадрупольном и зеемановском расщеплении для пере-хода 2- -0 (например, четно-четные изотопы редкоземельных элементов) Р с учетом анизотропии / в соответствующих монокристаллах. В отличие от квад- [c.90]

Дополнительная информация о структуре соединений может быть получена из анализа вероятности эффекта Мессбауэра и ее температурной зависимости, а также величины и температурной зависимости асимметрии двух пиков квадрупольного расщепления. [c.213]

В отдельных случаях вероятность эффекта Мессбауэра может быть достаточно велика даже в жидкости, так как органические молекулы, содержащие [c.213]

Параметры мессбауэровских спектров для ряда соединений этого типа приведены в табл. 4.6. Как видно из таблицы, хелатные полимеры железа(П) имеют структуру, одинаковую с соответствующими мономерными соединениями. Для полимерных соединений, однако, наблюдается сильная температурная зависимость вероятности эффекта Мессбауэра — явление, по-видимому, обусловленное ангармоничностью колебаний в полимерной цепи (ср. Белов и др. [16а]). [c.221]

Для стеклообразных образцов отношение значений вероятности эффекта Мессбауэра при двух температурах (300 и 80 °К) весьма близко к соответствующему отношению для кристаллов того же состава. Это обстоятельство, а также близость значений изомерного сдвига в кристаллах и стеклах того же состава определенно указывает на сохранение координации резонансных атомов четырехвалентного олова при стеклообразовании. Этот вывод согласуется с результатами ранее проведенных рентгеновских исследований и сравнительных измерений плотности кристаллических и стеклообразных СбОеАзг и СсЮеРг. Отсутствие же в образцах, полученных при кристаллизации стеклообразных сплавов, двухвалентного олова указывает на то, что его атомы располагаются непосредственно в сетке стекла, а не входят в состав мелкодисперсных кристаллических выделений. По-видимому, при стеклообразовании имеет место частичное замещение атомов кадмия атомами олова, что и приводит к изменению зарядового состояния последних. [c.129]

В принципе вероятность эффекта Мессбауэра / также может дать полезную химическую информацию, но соотношение между величиной / и природой межатомных сил осложнено, и полный анализ данных для пока еще невозможен. Тем не менее в некоторых случаях вероятность эффекта Мессбауэра коррелирована с качественной теорией или с такими параметрами, как координационное число или точка плавления. [c.249]

Частота бесфононной линии Оо одинакова в поглощении и эмиссии, и именно на ней осуществляется резонансная флюоресценция. Вероятность бесфононного перехода поэтому определяет вероятность эффекта Мессбауэра / [формула (X. 69)] [c.176]

Оказалось также, что вероятность эффекта Мессбауэра для двух компонент квадрупольного расщепления и интенсивности соответствующих им линий могут быть различными даже для поликристаллического вещества ( эффект Гольданского — Каряги-на ), что может служить источником дополнительной информации [c.182]

Значения вероятности эффекта Мессбауэра при комнатной температуре, молекулярного веса, микротвердостн и теплоты атомизации приведены в табл. 2. Зависимость вероятности эффекта Мессбауэра от молекулярного веса соединений изображена на рис. 1. С возрастанием молекулярного веса наблюдается уменьшение вероятности эффекта Мессбауэра, что может быть объяснено ослаблением сил межатомной связи. [c.125]

Интересная особенность этих спектров — заметная асимметрия двух пиков квадрупольного расщепления, которая может быть приписана анизотропии вероятности эффекта Мессбауэра (эффект Гольданского — Карягина) в этих окислах. [c.182]

Величина f, конечно, повышается, а ее температурная зависимость ослабевает, если между отдельными молекулами возникают не вандерваальсовы, а более прочные — водородные или обычные химические связи (например, происходит полимеризация). Подтверждением этому является отмеченное Гербером и Штоклером [46] резкое возрастание / при комнатной температуре для соединений олова с межмолекулярными химическими связями. Образование таких связей обычно сопряжено с повышением координационного числа олова, и поэтому найденная Гербером и др. [47] закономерность является развитием и обобщением отмеченных ранее [48] фактов резкого возрастания вероятности эффекта Мессбауэра и ослабления ее температурной зависимости для соединений олова с координационным числом 6. [c.37]

Иллюстрацией зависимости вероятности эффекта Мессбауэра от характера межмолекулярных связей может служить работа [63] по исследованию спектров двух типов полимеров ферроцена — линейных и сетчатых (зашитых). Здесь было показано, что образование закрепленной сетчаткой структуры, связанной с возникновением полимерных связей с участием обоих колец цик-лопентадиенила, резко повышает значение и ослабляет его температурную зависимость. Изучение вероятности эффекта Мессбауэра как анализатора в методе меченых атомов [64] позволяет провести исследование реакций электронного и изотопного обмена в твердых телах при низких температурах. [c.39]

Подчеркнем, что изложенное выше может рассматриваться лишь как первое и весьма грубое приближение. Действительно, формальный заряд у иона железа (+2) в его двухвалентных солях, строго говоря, нельзя рассматривать в качестве реально существующего. Необходимо рассматривать весь комплекс — центральный ион и лиганды, а следовательно, электронную структуру атома железа в кристаллическом поле лигандов с учетом связывающих, несвязывающих и разрыхляющих молекулярных орбиталей. При этом может оказаться, что атом железа обладает не одним З -электроном сверх оболочки 3d , но это величина дробная, и существует заметная доля 4р-состо-яний, которые вносят вклад в градиент электрического поля на ядре. Как показано в работах [83, 83а], градиент электрического поля от одного 4р-электрона сравним по величине с градиентом от одного Зй -электрона, и поэтому для строгого подсчета суммарного градиента необходимо знать как относительную долю заселенности М- и 4р-состояний, так и абсолютные величины градиентов Uzz (0) и U zz (0). Естественно, необходимо также знать различие в величинах антиэкранирования (R) для d- и р-электронов. Существенную помощь в решении этой задачи оказывает изучение других параметров мессбауэровских спектров — изомерного сдвига и вероятности эффекта Мессбауэра [83а]. Можно надеяться, что мессбауэровские эксперименты в совокупности с рентгеноструктурным анализом и магнитными исследованиями позволят получить достаточный экспериментальный материал, с помощью которого удастся рассчитать электронную структуру валентных оболочек мессбауэровских атомов в различных химических соединениях. [c.63]

В ряду окисей [КгЗпОп двумя группами авторов [6, 56] было обнаружено, что природа радикала К существенно влияет на вероятность эффекта Мессбауэра (/ ). В жирном ряду / постепенно падает с ростом радикала К, хотя для окиси диметилолова величина / гораздо меньше, чем для высших аналогов [6]. В ароматических окисях, наоборот, с ростом молекулярного [c.285]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология