Изотопные смещение спектральных линии

Другое интересное применение поправки на движение ядра относится к изотопному смещению спектральных линий, наблюдая которое, Юрии др. [c.90]

Для многоэлектронных систем расчет изотопных смешений значительно сложнее. Только в простейших случаях теория позволяет вычислить величину смещения. Эти расчеты, проведенные для ряда линий гелия и лития, находятся в хорошем согласии с экспериментом. У тяжелых атомов изотопные смещения спектральных линий обусловлены не изменением массы ядра, а связаны с изменением его размеров. Наблюдаемые на опыте смещения в этом случае часто значительно превосходят смещения, которые имеют место у легких ядер. Подробная сводка данных об изотопных смещениях содержится в работах Г- ]. [c.516]

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]

Помимо смещения спектральных линий, для атомов многих элементов изотопные эффекты проявляются и в характере сверхтонкого расщепления, обусловленного, как известно, взаимодействием оптических электронов с магнитным и квадрупольным моментами ядра, величина которых зависит от количества нейтронов в ядре при данном его заряде Z. Только для изотопов с чётно-чётными ядрами изотопные эффекты в спектрах ограничиваются изотопическим сдвигом, поскольку для них сверхтонкое расщепление, как правило, отсутствует из-за равенства нулю дипольного и квадрупольного моментов. Рассматриваемое взаимодействие приводит к расщеплению электронных уровней на несколько компонент, каждая из которых соответствует определённому значению полного момента атома Г, складывающегося из углового момента электрона Л и спина ядра I Г = Л +1. В случае чисто магнитного взаимодействия, когда влиянием квадрупольным моментом можно пренебречь, уровни энергии расщепляются на несколько подуровней с разными проекциями полного момента [c.31]

Нужно иметь в виду, что существование большого числа изотопов было впервые установлено именно по появлению соответствующих им частот в оптических спектрах. Так были открыты Н , 0 , 51 ° и многие другие [ ]. Почти для всех элементов, расположенных в средней части периодической системы, величины изотопных смещений малы иногда не только по сравнению с допплеровской, но и по сравнению с естественной шириной линии. Картина изотопного расщепления спектральных линий к тому же еще зачастую оказывается усложненной существованием сверхтонкой структуры. Таким образом, изотопный анализ по атомным спектрам может проводиться лишь в ограниченном числе случаев. Краткий обзор современного состояния этого вопроса приведен в работах р ]. [c.514]

Энергетические уровни атома, определяющие положение его спектральных линий, несколько различны у изотопных атомов одного и того же элемента. Элементарный подсчет для одноэлектронной системы, учитывающий только изменение массы ядра, позволяет вычислить величину наблюдаемого смещения линий Ак, определяемого соотношением [c.515]

Помимо изотопного смещения, на спектральных линиях наблюдается сверхтонкая структура, обусловленная магнитны.м взаимодействием ядра с электронной оболочкой. Величина этого расщепления иногда оказывается того же порядка величины, что и изотопное смещение. Это обстоятельство может сильно осложнить задачу спектрального изотопного анализа, усложняя наблюдаемую структуру линий. Но часто можно найти линии, в которых сверхтонкая структура настолько узка, что не разрешается применяемым прибором. В этом случае она не мешает анализу. [c.516]

Изотопный спектральный анализ, использующий компоненты изотопической структуры атомных спектральных линий, предъявляет высокие требования к спектральной аппаратуре, так как расстояния между изотопическими линиями в атомных спектрах только в случае изотопов водорода Н и В достигают около 2 А, тогда как в остальных случаях они составляют десятые, сотые и еще меньшие доли ангстрема. В случае изотопного молекулярного спектрального анализа изотопическое смещение значительно больше и может достигать десятков ангстрем. Из вышесказанного следует, что для изотопного спектрального анализа по атомным спектрам необходима спектральная аппаратура значительно большей дисперсии и разрешающей силы, нежели для элементного анализа. Тем не менее для случая легких элементов (изотопы водорода, гелия, лития), а также для тяжелых элементов (например, изотопы урана) изотопный спектральный анализ может проводиться с помощью призменных и дифракционных приборов, применяемых в элементном спектральном анализе. В случае молекулярного изотопного анализа спектральные приборы в целом ряде случаев могут обладать сравнительно умеренной дисперсией и разрешающей силой. [c.146]

Критерием для выбора спектрального прибора при изотопном спектральном анализе является достаточно полное разделение двух изотопических линий, когда их контуры в широком интервале концентраций (примерно от 1 до 99%) не испытывают взаимного наложения. В случае фотографического и фотоэлектрического метода это условие выполняется, если расстояние между сравниваемыми спектральными линиями А/ доходит до 0,15 мм. Отсюда, зная изотопическое смещение между этими линиями Ак в ангстремах, легко найти линейную дисперсию спектрального прибора О =, при которой достигается упомянутое разрешение двух изотопических линий. Поскольку величины А>, обычно малы, то требования к дисперсии получаются довольно высокие. [c.146]

Выбор спектральной линии и спектрального прибора. Наиболее подходящей для изотопного анализа урана является линия и И 4244,37А, которая относится к группе наиболее чувствительных и обладает большим изотопическим смещением. [c.165]

В спектрах элементов содержатся линии, состоящие из нескольких смещенных друг относительно друга компонентов, число и интенсивность которых определяются числом и относительным содержанием изотопов элемента. Этот оптический эффект, называемый изотопическим и подробно рассмотренный в [70], используется в эмиссионном спектральном анализе для определения изотопного состава элементов, а также для количественного определения элементов в анализируемых образцах, проводимого методом изотопного разбавления [71,72]. [c.234]

Таким образом, в случае изотопного спектрального анализа простая зависимость в виде равенства между относительной интенсивностью и относительной концентрацией даже при отсутствии самопоглощения может быть сильно искажена взаимным наложением сравниваемых линий и фона в спектре. В легких элементах к этому может добавляться еще смещение аналитических кривых. Поэтому для получения надежных результатов спектрального анализа необходимо экспериментально исследовать зависимость между вели-I С [c.140]

Электрическая дуга и искра. Для изотопного спектрального анализа тяжелых элементов в качестве источников возбуждения могут быть использованы обычные электрические дуги и искры. Для тяжелых элементов изотопические смещения сравнительно велики — порядка нескольких десятых ангстрема, а ширина линий в электрической дуге [c.145]

Для изотопного анализа по молекулярным спектрам могут использоваться как стеклянный спектрограф ИСП-51 с камерами УФ-84 и УФ-85 (фокусное расстояние 800 и 1300 мм), так и кварцевые спектрографы ИСП-28, КСА-1. Изотопическое смещение полос и линий в молекулярных спектрах достаточно велико поэтому вышеуказанные приборы обычно хороню их разрешают. Для изотопного спектрального анализа по инфракрасным колебательно-вращательным спектрам применимы инфракрасные спектрометры ИКС-12, ИКС-14, которые дают необходимое разрешение изотопических структур. Наиболее эффективно, разумеется, применение двухлучевых приборов, которые позволяют получать относительные интенсивности полос поглощения, тогда как однолучевые приборы для получения результатов требуют дополнительной специальной обработки, значительно увеличивающей время эксперимента. [c.147]

Анализ бора. Бор имеет два стабильных изотопа и относительное содержание которых в различных природных источниках меняется от 1 4,27 до 1 4,42. Недавно была разработана методика спектрального определепия изотопного состава бора [12.34]. Единственной удобной для анализа линией оказалась искровая линия В II == 3451 А. Изотопическое смещение на этой линии составляет 0,8 сж , и она относительно хорошо]возбуждается в охлаждаемом жидким воздухом полом катоде, если в качестве носителя разряда применить тщательно очищенный гелий. [c.271]

Если изучается смесь двух изотопических молекул, например и Н С1, то очевидно, что вращательные линии каждого изотопа будут представлены в колебательной полосе. Каждая линия проявляется в виде дублета, частотное разделение которого в первом приближении имеет постоянное значение Обычный хлористый водород состоит из смеси приблизительно трех частей С1 на одну часть Н С1, и во всех полосах этого газа, лежащих в близкой инфракрасной области спектра, вращательные линии наблюдаются в виде дублетов, причем одна составляющая дублета значительно интенсивнее другш1. Наблюдаемое изотопическое смещение спектральных линий находится в хорошем согласии с вычисленным. Необходимо отметить, что частотное разделение дублетов не будет строго постоянным в любой полосе вследствие вращательного изотопного эффекта, упомянутого в параграфе 28г. Строго говоря, общее изотопическое смещение является суммой смещений, даваемых выражениями (28.17) и (29.53). Вследствие того что первое возрастает с увеличением вращательного квантового числа /, разделение изотопических дублетов возрастает в любой полосе с увеличением расстояния линии от центра полосы. [c.203]

Об изотопном анализе гелия упоминается также в работе Р ]. Гелий возбуждался безэлектродным разрядом при частоте 2450 мггц. Так как изотопное смещение на линиях гелия достаточно велико, то можно было выбрать спектральную щирину щели прибора настолько большой, что различия в допплеровском уширении и сверхтонкой структуре линий не сказывались на измеряемом отношении интенсивностей спектральных линий, которое приравнивалось отношению концентраций соответствующих изотопов. [c.558]

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]

С И. и. изучалась кинетика окислительно-восстановительных реакций, процессы обмена между металлом и ионами, применимость закона Нернста при ультрамалых конце1ггра-циях и т. д. Частичное замещение в молекулах одних изотопных атомов на другие вы.зывает смещение и расщепление спектральных линий, помогающее расшифровать спектр и выяснить строение сложных молекул. [c.93]

В некоторых случаях расщепление термов в результате взаимодействия с полем ядра может, наоборот, создать условия, благоприятные для проведения изотопного анализа. Это будет иметь место, когда изотопные смешения столь малы, что не могут быть разрешены спектральным прибором, а сверхтонкая структура относительно широка. В этих случаях измерение относительного содержания изотопов может быть сделано на основании сравнения интенсивностей отдельных компонентов сверхтонкой структуры линий ) разных изотопов. Лини двух различных изотопов характеризуются одинаковыми вероятностями перехода и при равных концентрациях возбужденных атомов должны иметь одинаковую интенсивность. Из этого следует, что (если пока пренебречь рядом вторичных процессов) относительные интенсивности компонентов изотопного смещения будут равны отношению концентраций изотопов в исследуемой смеси. [c.516]

Это обстоятельство позволяет применить для изотопного анализа стронция спектральный метод, несмотря на то, что изотопные смещения линий, принадлежащих четным изотопам, слишком малы, чтобы их монсно было использовать для аналитических целей. Разделение линий, принадлежащих Sr от линин, принадлежащей всем четным изотопам, происходит благодаря существованию сверхтонкой структуры линий Sr , спин ядра которого равен /г, в результате чего ряд оптических термов атома Sr расщеплен на два подуровня. [c.578]

Если использование радиоактивных изотопов элементов в спектральном анализе позволяет получить новые количествеппые данные, характеризующие течение ряда важнейших для этого метода процессов, и способствует выяснению нерешенных вопросов теории метода, то применение стабильных изотопов открывает путь к созданию более совершенных приемов анализа, характеризующихся большей точностью и универсальностью, чем обычные методы. Работы в этом направлении были начаты в нашей лаборатории в 1953 г. и проводились Н. П. Ивановым. Первые результаты этих исследований были доложены на Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии в 1955 г. [6]. Метод изотопных добавок основан на исиользовании двух явлений большой близости физических и химических свойств изотопов элементов и существовании эффекта смещения линий в атомных спектрах изотопов, величина которого для элементов, располагающихся в начале и конце таблицы Менделеева, достигает значительной величины (до нескольких десятых долей ангстрема). Вследствие первого из этих явлений изотопы элементов, находящиеся в образце в виде идентичных соединений, ведут себя аналогично в процессах испарения и возбуждения спектров. Относительная интенсивность изотонических компонент спектральной линии поэтому не должна зависеть от состава анализируемого образца, а определяется только относительной концентрацией изотопов в образце. Значительная же в ряде случаев величина расстояния между изотопическими компонентами некоторых спектральных линий элементов позволяет отчетливо их разделять при помощи спектрографов с дисперсией порядка 2—3 к/мм и сопоставлять их интенсивности. При проведении аналхтза по методу изотопных добавок поступают следующим образом. В подлежащую анализу пробу вещества вводят известное и близкое к искомому количество изотопа определяемого элемента. Например [6], при количественном спектральном определении по этому методу урана в породах, рудах и полупродуктах в исследуемую пробу вводится надлежащее количество легкого изото- [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология