Энергия квантов

Предположение о квантовании энергии впервые было высказано Максом Планком (1900) и позже обосновано Альбертом Эйнштейном (1905). Энергия кванта Д зависит от частоты излучения V [c.10]

Рассмотрим очень простой пример молекула идеального газа в кубическом ящике с ребром I может иметь только те значения поступательной энергии, которые удовлетворяют уравнению Ег = (1г /8т1 ) (и 4- у + + п1), где /г — постоянная Планка, т — масса, а п , Пу, — числа, которые могут быть только целыми (1, 2, 3 и т. д.). Б этом случае говорят, что поступательная энергия квант.уется. Аналогичные виды ограничений накладываются на вращательную и колебательную энергии в сложных молекулах. [c.183]

Интересно рассмотреть свойства этих возбужденных частиц и исследовать их в реакционной системе. Хотя такие возбужденные частицы можно обнаружить в тепловых реакциях, наиболее удобным способом получения их с различной энергией являются фотохимические реакции. В случае типичного фотолиза избыток энергии фрагментов фотолитического процесса, получающихся в результате первичного процесса, будет равен энергии кванта света минус теплота реакции. При фотолизе Н1 светом с длиной волны 2537 А атомы Н и I образуются с избытком энергии, равным примерно 41 ккал. При более коротких длинах волн энергия соответственно будет больше, а при более длинных волнах — меньше (например, при 1849 А энергия будет равна 82 ккал, а прп 3130 А она будет равна только 20 ккал). Далее приведены некоторые примеры многостадийных реакций, в которых образуются продукты со значительной энергией возбуждения [c.341]

В радиационной химии не рассматривается действие света, энергия квантов которого не превышает 12 эв. [c.257]

Эйнштейн показал, что гипотеза Планка о квантах прекрасно объясняет это явление. Энергия кванта света, падающего на поверхность металла, должна быть больше у синего света, чем у красного. В качестве аналогии представим себе, что низкочастотный красный свет-это пучок шариков для пинг-понга, а высокочастотный синий свет-это пучок стальных шариков, летящих с такой же скоростью. Действие на металл [c.338]

В свою очередь, энергия кванта пропорциональна. частоте колебаний атомного осциллятора (V) [c.7]

Прежде чем рассмотреть эти механизмы, следует отметить, что молекула олефина поглощает энергию кванта всеми фрагментами, пропорционально их электронной доле. Но для алициклических молекул внутренняя передача энергии между фрагментами сильно затруднена, вследствие чего затруднена передача поглощенной [c.69]

Все эти результаты доказывают, что образование гидрокарбонилов не является обязательным при изомеризации, как это предполагали некоторые исследователи [45]. Поскольку карбонилы металлов можно рассматривать как я-аллильные комплексы нуль-валентного металла и для их активирования требуется подвод тепловой энергии или энергии квантов, то очевидно, что при этом происходит диссоциация одной из связей Ме—С. [c.110]

Как было указано ранее, спектр поглощения в видимой и ультрафиолетовой областях обусловлен переходами электронов с одних энергетических уровней иа другие. Вещество поглощает те кванты света, энергия которых равна энергии соответствующих электронных переходов. Спектр поглощения (а следовательно, и окраска) большинства комплексов -элементов обусловлен электронными переходами с низшей -орбитали на -орбиталь с более высокой энергией. Так, например, комплекс [Т1(Н20)б] + имеет максимум поглощения при волновом числе V = 20 300 см . Это обусловливает фиолетовую окраску данного комплекса. Ион Т1 + имеет только один -электрон в октаэдрическом комплексе этот электрон может переходить с /гв-орбитали и е -орбиталь. Энергия квантов, отвечающая =20 300 см (238 кДж/моль), равна в соответствии с изложенным выше энергии перехода электрона с орбитали I2g на орбиталь eg, т. е. величине А. [c.124]

Исключение составляют фотохимические реакции, де поглощение кванта света вызывает диссоциацию молекул (при достаточно большой энергии кванта, при меньшей энергин происходит только возбуждение молекулы, см. разд. 2.3). [c.220]

Квантовая теория была создана при объяснении спектра излучения абсолютно черного тела (распределение колебательной энергии). М. Планк допустил, что энергию в форме лучей испускает движущийся в твердом теле электрон. Этот электрон является осциллятором и он может испускать энергию квантами (порциями), что отражается формулой [c.33]

Для краткости называют электронно-колебательно-вращательный спектр просто электронным спектром. Он чрезвычайно сложен и состоит часто из множества серий полос в УФ и видимой области. Каждая серия отвечает одному электронному переходу. Энергия квантов, возбуждающих такие переходы, лежит в области 40—400 кДж/моль или 10 000—100 ООО см-1. [c.143]

В веществе всегда есть небольшое число возбужденных молекул с энергией При встрече такой молекулы с квантом вероятен процесс обмена энергией, при котором молекула переходит в невозбужденное состояние с энергией Е а энергия кванта возрастает на величину = Еп — Ещ (сверхупругое рассеяние). Согласно закону сохранения энергии [c.146]

Разработка теории теплоемкости твердого вещества была впервые предпринята Эйнштейном в 1907 г. Атомы в узлах кристаллической решетки одноатомного твердого вещества находятся в непрерывном колебательном движении. Эйнштейн при разработке теории теплоемкости твердого вещества допустил, что колебания атомов являются гармоническими, а следовательно, атомы можно уподобить гармоническим осцилляторам. Согласно квантовой теории Планка (1900) гармонические осцилляторы могут обмениваться между собой только порциями энергии — квантами е = /IV, а энергия каждого из осцилляторов состоит из п-то количества квантов. Здесь Л —постоянная Планка —частота колебания. [c.200]

Поглощение видимого света происходит только в том случае, если вещество содержит электроны, которые при поглощении энергии могут переходить на более высокие энергетические уровни в атоме и если при этом разность энергий уровней равна энергии квантов видимого света. Если для перевода электронов с одного уровня на другой требуется большая энергия, то вещество кажется бесцветным. Элементарные металлы отличаются также способностью отражать радиоволны на этом их свойстве основана радиолокация, т. е. обнаружение металлических объектов с помощью радиоволн. [c.117]

Спектральные методы дают широкие возможности для наблюдения и исследования соответствующих аналитических сигналов в различных областях спектра электромагнитного излучения— это у-лучи, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое (УФ), оптическое и инфракрасное излучение, а также микроволновое и радиоволновое. Энергия квантов перечисленных видов излучения охватывает очень широкий диапазон от 10 до 10 эВ, соответствующий диапазону частот от до 10 Гц. [c.7]

Пусть среда освещается монохроматическим светом с квантами /lVQ, которые поглощаются молекулами среды, вследствие чего они сами становятся источником рассеянного света той же частоты т. е. будет классическое рассеяние света по Релею. Часть энергии падающих квантов /lVo может расходоваться и на возбуждение колебаний ядер внутри молекулы частоты V, и тогда в рассеянном свете появляются кванты меньшей величины /гvд — Ну. Если квант /lVo поглощается молекулой, в которой колебательный уровень уже был возбужден, то энергия этого возбуждения может добавиться к энергии кванта падающего света, и вследствие этого молекула излучает также кванты /гvo + /гv. В результате этого явления в спектре рассеяния наряду с основными линиями частоты V,, появляются симметрично расположенные по обеим их сторонам линии комбинационного рассеяния Vц+v. Линии спектра, которым соответствуют частоты Vo —V, называются стоксовыми, линии с частотами 0 + V — антистоксовыми. [c.74]

Поскольку зависимость (П.27) логарифмическая, то во избежание значительных погрешностей излучение приходится подбирать с такими коэффициентами поглощения, чтобы отношение начальной и конечной интенсивностей (показании измерительного прибора) находилось в пределах 0,1 лабораторных колонках используются сравнительно мягкие рентгеновские лучи с энергией кванта 20—30 кэВ. В более крупных промышленных аппаратах необходимо применять для просвечивания проникающее 7-излучение с энергией кванта до 1 МэВ, и требуется мощная биологическая защита персонала от этих излучений. [c.80]

Как уже указывалось в начале предыдущего параграфа, помимо химической индукции, активные промежуточные частицы, необходимые для протекания химической реакции, могут быть получены при действии света. Свет в фотохимических реакциях можно рассматривать как индуктор, а фотохимический процесс в целом — как сопряженные процессы химического превращения и превращения энергии квантов видимого или ультрафиолетового света в тепловую или химическую энергию. [c.239]

Дальнейшее поведение возбужденной частицы не зависит от механизма ее образования. Возможно физическое или химическое тушение свечения, перенос энергии на другие частицы или внутримолекулярная безызлучательная дезактивация. Если время жизни возбужденной частицы мало по сравнению со временем релаксации, возможна дезактивация с испусканием кванта (рис. 42), т. е. хемилюминесценция. В зависимости от механизма образования и природы возбуждаемой частицы хемилюминесценция может являться флуоресценцией или фосфоресценцией. Как видно из рис. 42, энергия кванта хемилюминесценции равна /IV а + С, где а — энергия активации Q — теплота, выделяющаяся в элементарном акте. Следовательно, хемилюминесценция должна наблюдаться в соответствующем интервале длин волн. В некоторых реакциях в газовой фазе наблюдается инфракрасная хемилюминесценция, соответствующая колебательному возбуждению молекул. В реакциях, протекающих в жидкой фазе, энергия колебательного возбуждения рассеивается очень быстро. Наблюдающаяся хемилюминесценция соответствует обычно излучению с пулевого колебательного уровня возбужденного электронного состояния и лежит в видимой и реже в ультрафиолетовой областях. [c.119]

Энергия распространяется и передается, поглощается и испускается не непрерывно, а дискретно, отдельными порциями — квантами. Энергия системы микрочастиц (атом, молекула) также может принимать только определенные значения, которые являются кратными числами квантов. Энергия кванта зависит от частоты электромагнитного излучения [c.18]

Согласно этому соотношению чем больше частота колебаний излучения, тем больше энергия кванта. Так, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи обладают большей энергией, чем, например, радиоволны или инфракрасные лучи. [c.18]

Решение. Энергия кванта излучения Е пропорциональна частоте излучения v = Лv с/Х, с — скорость света. [c.23]

Вычислим, какова энергия ионизации в расчете на один атом О, т. е. энергию кванта поглощаемого излучения. Для этого 1314 кДж/моль разделим на число Авогадро (6,02 10 молекул/моль) [c.35]

Влияние температуры на фотохимические реакции незначительно, так как изменение энергии молекулы при повышении температуры мало по сравнению с энергией поглощаемого кванта. Энергия кванта с длиной волны Я = 500 нм равна hv = 6,62 X X 10- -3-10 /5,0-10- 3,97 10- Дж, а средняя энергия тепловых движений молекул равна / kT. Для того чтобы каждая молекула приобрела энергию, равную одному такому кванту, газ необходимо нагреть до температуры Т = 2-3,97-10- /3 1,38-10- = = 1,92-10 К. [c.269]

Сила фототока зависит от чувствительности фотоэлемента q, выражаемой в А/лм. У селеновых фотоэлементов она колеблется от 4,00-lO до 4,50-10- А/лм. Определив мощность излучения по силе фототока и зная энергию кванта данной длины волны, мы можем найти число квантов, попадающих на фотоэлемент в единицу времени. [c.272]

Согласно соотношению (1) чем меньше длина волны (т. е. чем боль-Н1е частота колебаний), тем больше энергия кванта и, наоборот, чем больше длина волны (т. е. чем меньше частота колебан1гй), тем меньше энергия кванта. Таким образом, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи обладают большей энергией, чем, скажем, радиоволны или инфракрасные лучи. [c.10]

При поглощении квантов света молекула переходит с одного коле-бател(1Ного квантового уровня на более высокий. Энергия кванта света, который поглощается веществом, тогда будет равна разности [c.8]

Радиоволны, инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-излучение представляют собой электромагнитные волны с различной длиной волны. Скорость света, с = 2,9979-10 ° см с , связана с его длиной волны X и частотой V соотношением с = Ху. Волновое число у-это величина, обратная длине волны, V = 1/Х. Все нагретые тела излучают энергию (излучатель с идеальными свойствами дает излучение абсолютно черного тела). Планк выдвинул предположение, что энергия электромагнитного излучения квантована. Энергия кванта электромагнитного излучения пропорциональна его частоте, Е = км, где / -постоянная Планка, равная 6,6262 10 Дж с. Выбивание электронов с поверхности металла под действием света называется фотоэлектрическим эффектом. Квант света называется фотоном. Энергия фотона равна /IV, где V-частота электромагнитной волны. Зависимость поглошения света атомом или молекулой от длины волны, частоты или волнового числа представляет собой спектр поглощения. Соответствуюшая зависимость испускания света атомом или молекулой является спектром испускания. Спектр испускания атомарного водорода состоит из нескольких серий линий. Положения всех этих линий точно определяются одним общим соотношением-уравнением Ридберга [c.375]

Квантование энергии электронов в атомах. Для объяснения зависимости распределения лучистой энергии от длины волны в спектрах нагретых тел в 1900 г. Плапком (Германия) была развита теория, основанная на предположении, что энергия передается колеблющимися в твердом теле атомами не непрерывно, а отдель- ными мельчайшими неделимыми порциями — квантами. Энергия кванта Е зависит от частоты излучения v, а именно [c.12]

Простейший вариант теории УГ-процессов на случай сильного влияния вращения состоит в том, что вместо относительной скорости поступательного движения подставляется относительная скорость вращения партнеров в точке их наибольшего сближения. Это приближение, сформулированное вначале Коттрелом и Матессоном [241], а затем Муром [423], соответствует тому, что вся колебательная энергия кванта превращается во вращательную энергию роль поступательного движения сводится только к тому, что сталкивающиеся молекулы приходят в соприкосновение (1 / -процессы). [c.88]

Энергию квантов света (и термов) в спектроскопии выражают в обратных сантиметрах (1 см = 11,9631 Дж/моль). [c.142]

Поглотив его, молекула диссоциирует на атомы. При поглощении кванта более высокой частоты ч > v ,ax молекула также диссоциирует. При этом разность между энергией кванта кеч и энергией диссоциации ксчтях передается атомам в виде кинетической энергии поступательного движения [c.162]

Взаимодействие электронов проводимости с ионами металла, находящимися в узлах кристаллической решетки, обусловливает болыиую теплопроводность металла. Электроны проводимости в металлическом кристалле обладают большой подвижностью, одиако за фазовую границу металлического кристалла они не проникают. Для преодоления этой границы необходимо затратить энергию, называемую работой выхода электрона. Эта энергия может быть получена электронами в результате освенюння или нагревания металла. При освещении поверхности металла от нес отрываются электроны такое явление называют фотоэлектрическим эффектом. Очевидно, что отрыв электронов при фотоэлектрическом эффекте обусловлен энергией кванта света, падающего ка поверхность металла. [c.220]

Природа взаимодействия столь различающихся по энергии квантов с веществом принципиально неодинакова. Так, излучение уквантов связано с ядерными процессами, излучение квантов в рентгеновском диапазоне обусловлено электронными переходами во внутренних электронных слоях атома, испускание квантов УФ- и видимого излучения или взаимодействие вещества с ними — следствие перехода внешних валентных электронов (сфера оптических методов анализа), поглощение ИК- и микроволновых квантов связано с переходом между колебательными и вращательными уровнями молекул, а излучение в ра-диоволновом диапазоне обусловлено переходами с изменением ориентации спинов электронов или ядер атомов. Для решения разнообразных задач наибольшее значение имеют спектральные методы анализа, оперирующие с излучением рентгеновского, оптического, ИК- и радиоволнового диапазонов. В данном практическом руководстве по физико-химическим методам анализа рассматриваются оптические методы, которые традиционно делятся па оптическую атомную и оптическую молекулярную спектроскопию. В первом случае аналитические сигналы в области спектра от 100 до 800 нм являются следствием электронных переходов в атомах, во втором — в молекулах. [c.7]

Энергия квантов ультрафиолетового излучения в 20 раз больше энергии квантов инфракрасного излучения и приближается к величине энергии, необходимой для разрыва связей в молекулах органических соединений. Поэтому ультрафиолетовое излучение сильно возбуждает молекулы органических соединений, и они значительно отличаются от первоначальных. В основпо.м спектры в [c.33]

Если уравнение (1.1) сопоставить с приведенными значениями разностей энергий для соседних энергетических уровней, то излучение в УФ-области спектра будет давать кванты света, достаточные, чтобы вызвать типичные электронные переходы. Например, длина волны 250 нм соответствует энергии кванта примерно 0,5-10 Дж, а моль таких квантов имеет энергию примерно 300 кДж. Энергия квантов электронного возбуждения одного и того же порядка, что и величина энергии диссоциации связи. Поэтому электронное возбуждение иногда сопровождается фотохимическим разложением. Однако в больщинстве случаев разрыва химической связи не происходит, так как во.чбужденные молекулы возвращаются в основное состояние в результате различных фотофизических процессов, а в конденсированных средах, кроме того, взаимодействие между частицами приводит к быстрой передаче поглощенной энергии всему коллективу частиц. В некоторых молекулах электронные уровни расположены так близко друг от друга, что для электронного перехода достаточен видимый свет. Если уровни удалены друг от друга, то, чтобы вызвать эти переходы, необходимо УФ-излучение или даже рентгеновское. Инфракрасное излучение вызывает переходы между колебательными уровнями, радиочастотное излучение — между вращательными. [c.7]