Метастабильные уровни

Флуоресценция. Метастабильные молекулы. Рассмотрим более подробно величины V. Как уже указывалось, частота флуоресценции ф обычно составляет величину порядка 10 сек". Это значение величины -ф свойственно большинству газов. Однако в ряде случаев как для газов, так особенно для растворов наблюдаются значения л ф порядка 10 сек. [191, 262]. Укорочение средней продолжительности жизни возбужденной молекулы в жидком состоянии обусловлено воздействием окружающих молекул. Как для газов, так и для жидкостей возможны, однако, случаи, когда частота может оыть значительно меньше величины 10 сек." . Такие случаи возможны, когда возбужденное состояние метастабильно, т. е. когда оптический переход молекулы из возбужденного состояния в нормальное (или вообще в одно из нижележащих состояний) имеет малую вероятность. Обратный переход, т. е. переход нормальной молекулы в метастабильное состояние, также маловероятен поэтому непосредственное оптическое возбуждение метастабильных уровней осушествляется с вероятностью, значительно уступающей вероятности возбуждения незапрещенных переходов. Одним из примеров такого возбуждения является возбуждение так называемых атмосферных полос молекулы кислорода, связанных с метастабильным состоянием 2 . По-видимому, наиболее частыми случаями возбуждения метастабильных состояний (особенно в конденсированной фазе) будут такие, когда в результате поглощения света происходит переход в обычное возбужденное состояние, из которого- молекула переходит в метастабильное состояние, либо оптическим путем, т. е. испуская или поглощая свет, либо в результате соударений. [c.361]

Исследования термолюминесценции и флюоресценции трехкальциевого силиката показали, что минерал как в чистом виде, так и легированный примесными ионами Т1 +, Сг +, Мп +, Ре +, Со + и N 2+ является сильно возбужденным телом при охлаждении от 1823 К до комнатной температуры. Активированные образцы обладают наиболее сильными термолюминесцентными свойствами, связанными с освобождением электронов, захваченных на метастабильных уровнях. [c.236]

В ряде случаев возбужденная частица, прежде чем перейти на излучательный уровень 2, оказывается на промежуточном метастабильном уровне 4, непосредственный переход с которого на основной уровень является запрещенным (рис. 14.4.71, в). Для перехода на излучательный уровень 2 частице необходимо сообщить дополнительную энергию в виде тепла или света. Люминесценция, отвечающая такому механизму, называется вынужденной, и очевидно, что длительность свечения частиц в этом случае будет существенно зависеть от температуры. Вынужденная люминесценция [c.499]

Что касается природы этих молекул, то они могут быть либо нормальными молекулами МХ, находящимися на высоких колебательных уровнях, либо возбужденными молекулами, возможно, находящимися на метастабильном уровне. Последнее допущение представляется более правильным, так как, согласно измерениям различных авторов, вероятность процесса II, т. е. вероятность передачи энергии от молекулы МХ атому М, близка к вероятности передачи энергии возбуждения, которая, согласно данным по тушению флуоресценции, по порядку величины равна 1. Однако первое допущение также нельзя считать исключенным [862]. [c.83]

В этом случае в химически насыщенной молекуле может произойти электронный переход или ее ионизация, если энергии налетающей частицы на это хватит. Электрон может перейти на резонансный или метастабильный уровень. Уровни энергии, с которых электрон не может перейти спонтанно (путем излучения света) ни на основной, ни на один из других нижележащих уровней, называются метастабильными уровнями. Для того, чтобы электрон все же вернулся с метастабильного уровня на основной уровень энергии, нужно электрон сначала поднять 148 [c.148]

Продолжительность жизни метастабильного уровня сильно зависит от концентрации электронов и от наличия примесей с потенциалами возбуждения, близкими к энергии возбуждения метастабильного уровня Р]. Уменьшение продолжительности его жизни в присутствии примесей связано с тем, что метастабильные атомы, сталкиваясь с атомами примеси, отдают им свою энергию. [c.19]

Однако не всегда можно считать, что интенсивность спектральной линии пропорциональна концентрации элемента в смеси. При больших концентрациях приходится учитывать влияние реабсорбции излучения (см. гл. I), которая приводит к тому, что наблюдаемая интенсивность спектральной линии меньше интенсивности, излучаемой внутри источника, так как часть излучения оказывается поглощенной в пределах источника. Реабсорбция максимальна для резонансных линий и для линий, соответствующих переходам на метастабильные уровни. В результате реабсорбции интенсивность линии растет с концентрацией медленнее, чем по линейному закону. Можно считать, что [c.142]

Этот метод анализа наиболее легко осуществить в случае двухкомпонентных газовых смесей. Им можно определять как примеси инертных газов с потенциалом ионизации меньшим, чем у основного газа (см. рис. 90), так и молекулярные газы (азот, водород, кислород, углекислота), потенциалы ионизации которых ниже, чем энергия метастабильных уровней инертных газов (см. рис. 91). Первая точка соответствует поглощению в чистом газе. Условия съемки эмиссионная разрядная трубка с капилляром диаметром 2 мм, длиной 60 мм, давление 6 мм рт. ст., сила тока 30 ма абсорбционная раз- [c.246]

При другом тине фосфоресценции затухание длится гораздо дольше и может продолжаться в течение нескольких часов или даже дней фосфоресценция зависит от температуры. Кинетику затухания фосфоресценции этого типа можно объяснить, исходя из модели, представленной на рис. 7, согласно которой возбужденные электроны захватываются на метастабильных уровнях и должны быть переведены тепловым возбуждением в излучающее состояние, чтобы затем стал возможным переход в основное состояние. Предположим, что существует только один вид ловушек с глубиной Е. Вероятность того, что электрон б дет переведен в излучающее состояние, выражается следующим образом [c.98]

Наблюдалось также резонансное рассеяние при поглощении света возбужденными атомами гелия, находящимися на метастабильных уровнях. Перестраиваемый лазер позволил проводить измерения на ряде линий, причем по штарковскому уширению линии 4471 А (4 Д — 2р Р), полуширина которой (исправленная на доплеровское уширение) составляла 0,04 А, была определена электронная концентрация сж" [15.20]. [c.382]

Из этого следует, что все наблюдаемые в пламени спектральные линии атомов должны появляться главным образом в результате переходов электрона на основной уровень. Не исключена, однако, и возможность того, что в некоторых случаях может появиться излучение при переходе электронов на метастабильные уровни, т. е. такие, с которых возвращение в основное состояние с из тучением кванта запрещено правилами отбора, в силу чего заселенность этого уровня в пламени может быть высока. [c.53]

Преимущества тигельных источников заключаются в конструктивной простоте и низких напряжениях питания. К недостаткам можно отнести большие энергозатраты на испарение труднолетучих веществ и окисление поверхности испаряемого металла кислородом остаточной атмосферы, которое приводит к образованию окисной плёнки, сильно затрудняющей испарение. При термическом методе испарения низколежащие метастабильные уровни атома заселяются, как правило, согласно больцмановскому распределению, что приводит к расселению атомов по нижним метастабильным уровням и в конечном счёте [c.380]

И тем не менее, при фотоионизации элементов с высоким потенциалом ионизации или при необходимости включения в схему атомов, находящихся на нижних метастабильных уровнях, приходится применять именно многоступенчатые схемы. [c.404]

Здесь По Ср Сур Vpo %35 — есть полное число ионов, полученных при облучении светом атомов за один импульс. Ср — исходное содержание изотопа Ср = 0,72%, Сур — относительное содержание атомов на нижних метастабильных уровнях, 77235 эффективность ионизации, /=10 имп/с — частота повторения импульсов ТУд = 6 10 атом/моль — число Авогадро, М = = 235 г/моль. [c.430]

Относительное содержание атомов на нижних метастабильных уровнях, с которых может быть произведено возбуждение и ионизация, при термодинамическом равновесии рассчитывается по известным формулам, исходя из больцмановского распределения атомов по метастабильным уровням при температуре испарения. В работе [30] приведена одна из возможных схем фотоионизации, отличающаяся большим сечением. Расчётные значения относительных содержаний Сур, полученные при температуре испарения Т = = 3200 К равны для уровня 5Lg Сур = 35%, а для первого метастабильного уровня 5 Кд Сур = 23%. Однако при электронно-лучевом нагреве поверхности испаряющегося урана возможно нарушение термодинамического равновесия и расчётного распределения Сур в результате неупругих столкновений с электронами. [c.430]

Примем для оценок наименее перспективный вариант отсутствие газодинамического охлаждения при расширении в вакуум и больцмановское распределение населённостей нижних метастабильных уровней. В этом случае на четырёх нижних уровнях при температуре испарения Т 3100 К содержится Сур = 73,2 % атомов. При эффективности ионизации т] = 0,8 коэффициент извлечения целевого изотопа будет равен [c.433]

Явление резонансного усиления линий отмечалось также при специальном введении в разряд атомов элементов, имеющих значения энергии метастабильных уровней, близкие к потенциалам возбуждения соответствующих атомов или ионов [658]. , , [c.185]

Абсолютные пределы обнаружения элементов по ионным линиям составляют 6-10" г S (5454 А) 2-10 г I (4795 А) 1 10 г F (7037 А) и Вг (4817 А) 2-10- г I (5407 А) [57]. Значительно более низкий, по сравнению с другими элементами, предел обнаружения иода объясняется аномальным усилением его ионных линий, возникающим в результате резонансной перезарядки при столкновении ионов Не с атомами иода, энергия ионизации которого ни>те, чем у Не [60]. Отсутствие понижения предела обнаружения при использовании наиболее чувствительных атомных линий элементов [62] свидетельствует о высокой степени ионизации трудновозбудимых элементов в разряде ПК. Увеличение силы разрядного тока до 500—600 ма обеспечивает повышенную заселенность метастабильных уровней ионов инертного газа. Это использовано в работах [1276, 1277] для понижения предела обнаружения иода, возбуждаемого в алюминиевом ПК, до 1 10 г. [c.199]

Теория метода кривых термического высвечивания, предложенная Рэндаллом и Уилкинсом (159, 160), основана на предложении, что повторные захваты электронов на акцепторных уровнях совершенно отсутствуют. При этом они считают, что в щелочно-галоидных фосфорах возбужденные электроны находятся на метастабильных уровнях самих центров свечения и только в фосфорах типа цинксульфидных акцепторные уровни пространственно отделены от центров свечения. [c.76]

Таким образом, в отличие от всех других пиков, появление которых возможно главным образом только при облучении фосфора рентгеновским излучением, образование пика при—130°С происходит также под действием ультрафиолетовых лучей, способных вызывать лишь возбуждение центров свечения, а не их ионизацию. Отсюда следует, что пик при — 130°С должен быть обусловлен метастабильными уровнями самого активатора. Роль таких метастабильных уровней могут играть, например, уровни прямой переход с которых в основное состояние запрещен правилами отбора. При надлежащем пересечении потенциальных кривых в конфигурационных координатах метастабильного уровня [c.222]

К третьей группе локальных уровней захвата следует отнести метастабильные уровни самих ионов активирующей примеси, электронные переходы с которых в основное состояние запрещены правилами отбора. Однако заметное пребывание электронов на таких уровнях проявляется преимущественно при низких температурах кристалла, [c.226]

Однако наряду с развитием представлений о рекомбинационном механизме свечения щелочно-галоидных фосфоров в работах ряда исследователей развивалась также идея о том, что фосфоресценция этих фосфоров носит метастабильный характер [237, 331, 332]. На основе представлений о метастабильном характере свечения указанных фосфоров их длительное послесвечение объясняется наличием в центрах люминесценции метастабильных уровней. Переход электронов с этих уровней в основное состояние может осуществиться лишь после их перехода с затратой энергии активации на другой возбужденный уровень, с которого переход в основное состояние не ограничен каким-либо запретом. [c.237]

Тем не менее абсорбционный метод возможно использовать для анализа смесей газов, находящихся в возбужденном состоянии. При возбуждении инертных газов наблюдается значительное поглощение некоторых линий, лежащих в видимой области спектра и соответствующих переходам на метастабильные уровни. Заселенность метастабильных уровней сильно зависит от чистоты инертного газа. В присутствии примеси с энергией ионизации, меньшей энергии возбуждения метаста-бильного уровня, концентрация возбужденных атомов уменьшается за счет столкновений второго рода с атомами примеси и за счет снижения электронной температуры плазмы. Уменьшение концентрации метастабильных атомов приводит, в свою очередь, к уменьшению абсорбции. [c.335]

Для измерений были использованы группы линий, соответствующие переходам на метастабильные уровни, сосредоточенные в областях спектра для неона A 6143— 6506 А, для аргона A 6965—8015 А, для гелия X 10 830 А. [c.336]

Из того факта, что энергия метастабильного уровня E несколв-ко ниже энергии у дна зоны проводимости, ясно, что энергетический зазор Е4-з=Е — Ез меньше ширины запрещенной зоны Е2-1=Е2 — Ей Следовательно, в твердом веществе, активированной примесями и находящемся благодаря этому в метастабильном состоянии, значительная часть валентных электронов (а имен- но около 0,1%) связана с атомными остовами менее прочно, чём в чистом веществе, не содержащем активирующих примесей. А. Н. Теренин установил, что преобразование электронной энергии возбуждения путем разрыва наиболее слабой валентной связи в потенциальную энергию движения атомных ядер, т. е. в вибрационную энергию, характерно для многоатомных молекул и, добавим, тем более для твердого вещества. Он назвал это явление предиссоциацией. Таким образом, поглощение света веществом при определенных условиях сопровождается разрывом валентных связей и тем самым придает веществу повышенную химическую [c.128]

Пример 7. На основании данных, приведенных в табл. 32 и на с. 512, найти для атомного кислорода сумму состояний при 298, 1000, 2000, 3000, 4000 и 5000 К. Оценить роль метастабильных уровней (в табл. 32 не указаны), состоящих из термов Ог ( = 5) и 5о ( = I) с частотами колебаний соответственно 15 807 и 33 662 см-1. [c.514]

Разряды низкого давления используют в качестве ионных источников в МС для проводящих твердых проб благодаря их простоте и эффективной ионизации. Их широко применяли до внедрения искрового источника. Вслед за использованием тлеющего разряда в атомно-эмиссионной спектрометрии, где наблюдали интенсивное испускание ионов, в начале 1970-х вновь возник интерес к применению этого источника в МС [8.5-9-8.5-13]. Масс-спектрометрия с тлеющим разрядом (ТРМС) имеет ряд уникальных характеристик, что можно видеть и в атомно-эмиссионной спектрометрии (разд. 8.1). Пробоподготовка сведена к минимуму, ТР работает при пониженном давлении (0,1-10 мм рт. ст.), атомизация происходит за счет распыления поверхности, а ионизация — главным образом за счет электронного удара и пеннинговской ионизации из метастабильных уровней инертного газа —сосредоточена в области свечения (рис. 8.5-2). Разрядный газ — это обычно аргон высокой чистоты, но аргон можно заменить другим инертным газом, например Ne. Интерфейс с МС располагают очень близко к области свечения, чтобы избежать захвата молекулярных ионов. Подобно ИСП-МС используют двухступенчатую дифференциальную систему откачки. Требуется также ионная оптика, особенно для уменьшения разброса энергии ионов. Настройка ионной оптики имеет решающее значение для экстракции и прохождения ионов. Параметры ТР, используемые для оптимизации ионизации, включают природу и давление газа, напряжение и ток разряда. В некоторых последних модификациях ячейку охлаждают жидким [c.137]

Время жизнн TJ,юм возбужденных состояний метастабильных уровней ионов Но + н ТтЗ+ [c.229]

Возможны, однако, случаи, когда Гф оказывается значительно меньше 10 секГ . Такие случаи имеют место, когда возбужденное состояние метастабильно, т. е. когда оптический переход молекулы из возбужденного состояния в нормальное (или вообще в одно из нижележащих состояний) имеет малую вероятность. Обратный переход, т. е переход нормальной молекулы в метастабильное состояние, также маловероятен поэтому непосредственное оптическое возбуждение метастабильных уровней осуществляется с вероятностью, значительно уступающей вероятности возбуждения незапревз,енных переходов. Одним из примеров такого возбуждения является возбуждение так называемых атмосферных полос молекулы кислорода, связанных с метастабильным состоянием 12 . По-видимому, наиболее частыми случаями возбуждения метастабильных состояний будут такие, когда в результате поглощения света происходит переход в обычное возбужденное состояние, из которого молекула переходит в метастабильное состояние оптическим путем, т. е. испуская или поглощая свет, либо в результате соударений. [c.316]

Ионизация органических и олекул метастабильными атомами инертных газов изучалась в работах [343, 344, 622]. Обнаружено, что если энергия возбуждения заметно превышает потенциал ионизации молекулы, то сечение ионизации примерно равно газокинетическо>му сечению. Масс-спектр ионов, образующихся при этом, напоминает масс-спектр электронного удара при энергиях электронов, близких к энергии возбуждения метастабильного уровня. Высоковозбужденные атомы, как показано в работе [991], могут ионизироваться с очень большим сечением при столкновениях с нейтральными частицами. Например, процесс [c.381]

Возвращение атома с метастабильного уровня на основной (нормальный) уровень энергии при обычных условиях происходит двумя путями 1) либо в результате столкновения с электроном атом переходит в более высокое возбужденное состояние, из которого возможен переход в нормальное состояние с излучением 2) либо в результате передачи энергии возбужденного атома другому атому (удары второго рода) сам атом переходит в нор.мальное состояние без излучения. [c.12]

Для определения примесей в инертных газах через электрически возбужденный инертный газ пропускают свет от источника, заполненного таким же газом. При этом наблюдается ослабление некоторых спектральных линий (поглощение). Как показали исследования ряда авторов [ 4- 433, 472] наибольшее поглощение обнаружено для линий, возникающих в результате переходов с верхних уровней на метастабильные уровни Рс, и зРз, а также на возбужденный уровень (см. схемы уровней 1). Было замечено, что концентрация возбужденных атомов существенным образом зависит от чистоты газа в адсорбционной разрядной трубке. Наличие таких загрязнений как азот, водород, кислород, пары воды ведет к уменьшению концентрации возбужденных атомов. Это происходит как за счет возможных ударов второго рода между атомал и примеси и метастабильными атомами основного газа, так и за счет уменьшения электронной температуры. Уменьшение концентрации возбужденных атомов, в свою очередь, ведет к уменьшению величины поглощения. Этот процесс имеет место лишь в том случае, если первый потенциал возбуждения примеси ме ь- [c.242]

Так, например, в спектре кислородно-водородного пламени при введении в него солей магния и цинка наблюдались линии магния 309,7 ммк (переход З Рг— и цинка 280,1 ммк (4зРг—53 >1,2,з), соответствующие переходам с метастабильных уровней [c.53]

В начале главы I была показана связь между атомной эмиссией, абсорбцией и флуоресценцией. Явление атомной флуоресценции было исследовано Вудом еще в начале нашего века, а Вайнфорднер [125] первым использовал его для химического анализа. Свет от интенсивного источника резонансного излучения исследуемого элемента фокусируется в пламени. Пучок флуоресцентного излучения наблюдают под углом 90° к направлению пучка света от источника и пропускают через монохроматор к фотоприемнику. Теоретически этот сигнал пропорционален концентрации атомов элемента в пламени. Чтобы отличить сигнал флуоресценции от излучения той же длины волны, вызванного термическим возбуждением атомов в пламени, свет источника модулируется, и электронная схема детектора настраивается на частоту модуляции. Необходимо также отличать сигнал флуоресценции от света, который рассеивается пламенем. В некоторых случаях это осуществляется путем освещения пламени светом такой длины волны, которая возбуждает атомы до более высокого энергетического уровня, и наблюдением флуоресценции на другой длине волны, излучаемой возбужденными атомами при переходе на метастабильные уровни. [c.51]

Потенциалы ионизации изотопов элементов редкоземельной группы и актинидов лежат в диапазоне < ион = 5,5 6,5 эВ. Для их ионизации удобно применять трёхступенчатую схему, см. рис. 8.2.19. Для экономии испарённого материала в схему ионизации включают и атомы, находящиеся на метастабильных уровнях (М1). На рис. 8.2.19 и 8.2.20 приведены основные обозначения и результаты расчёта заселенностей уровней и количества образованных ионов Q для 3 + М схемы фотоионизации. Расчёты были выполнены численным методом по схеме, изложенной выше. Предпочтение, отданное в данном случае именно численному расчёту, связано с тем, что поиск аналитических решений для конкретных условий, диктуемых экспериментом (несовпадение моды лазера по ширине и расположению с доплеровским контуром атомов, сильная деформация последнего в течение импульса, деформация самого импульса, учёт компонент СТС и т.д.), весьма сложен и потому мало продуктивен при оптимизации задачи. Далее для оценок производительности [c.403]

Селективность АВЛИС-метода. С учётом перечисленных деселектирующих факторов запишем окончательное выражение, определяющее концентрацию продукта в АВЛИС методе. Введём обозначения F — поток питания, входящий в разделительную ячейку, Ср — концентрация целевого изотопа в этом потоке, г — эффективность фотоионизации целевого изотопа, Сур — содержание испарённых атомов на освещаемых основном и метастабильном уровнях, Сф — концентрация целевого изотопа, обусловленная чисто лазерным воздействием а — доля рассеянных атомов и доля фотоионов, образованных при освещении окислов, турп — вероятность испытать резонансную перезарядку. Тогда окончательно концентрацию продукта Ср при условии 100% экстракции и 100% осаждении ионов и атомов на коллектор можно представить как [c.419]

В люминесцентном анализе начинают использовать для аналитических целей наряду с флуоресценцией (свечением во время возбуждения) и фосфоресценцию (послесвечение) органических веществ [9]. В изучении этого свечения теперь уже достигнуты значительные успехи, в частности в результате работ Терепина [10]. По своей природе послесвечение органических веществ принципиально отлично от общеизвестного длительного свечения неорганических кристаллофосфоров. У последних послесвечение носит рекомбинационный характер оно обусловливается воссоединением электрона с ионизованным центром свечения. Фосфоресценция органических молекул — процесс мономолекулярный и, как указывалось выше, эта фосфоресценция связана с существованием метастабильных уровней Т (см. рис. 19), т. е. таких уровней возбуждения, с которых, в иротивоно-ложность обычным, вероятность перехода очень мала. При возбуждении электроны попадают на метастабильный уровень не неносредственно сначала происходит переход на обычный уровень возбуждения S, а с него часть электронов в результате внутренней конверсии (т. е. безызлучатель-ного перехода) попадает на метастабильный уровень Т. Итак, флуоресценция обусловливается переходом электрона из возбужденного состояния в нормальное, а фосфоресценция — переходами на нормальный уровень с метастабильного уровня, более низкого, чем уровень возбуждения. Поэтому но сравнению со спектрами флуоресценции спектры фосфоресценции смещены в сторону длинных волн. Метастабильный уровень Т отождествляется Терениным с триплетным уровни нормальные S и возбужденные — сингулетные. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология