Комбинационное рассеяние стоксово

Схема переходов молекулы при поглощении квантов света и при переходе в низшее энергетическое состояние с излучением квантов (рис. 10) поясняет появление линий в спектре комбинационного рассеяния. Измерение частот линий в спектре комбинационного рассеяния (стоксовых линий) дает возможность определять частоту колебания атомов в молекуле, т. е. молекулярную константу [c.17]

Измерить длины волн двух симметричных линий комбинационного рассеяния (стоксову и антистоксову), пользуясь шкалой длин волн в атласе спектральных линий железа. Измерение произвести линейной интерполяцией. Пользуясь таблицами обратных величин , определить волновые числа линий комбинационного рассеяния (стоксовой и антистоксовой) и возбуждающей линии ртути. Длины волн возбуждающей линии ртути взять из таблицы приложения 4 (стр. 483). Возбуждающими могут быть только Л инии И, 16 и 21. [c.91]

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]

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]

Почему в спектре комбинационного рассеяния ССи наблюдаются 4 стоксовы и 4 антистоксовы линии, в то время как число внутримолекулярных колебаний для ССи равно 9 [c.10]

Повышения интенсивности рассеянного света можно добиться с помощью достаточно интенсивных световых потоков или мощных лазеров. Качество регистрации рассеянных квантов можно повысить, имея совершенное оптическое и электронное оборудование. Применение лазеров стимулировало развитие этой, уже ставшей классической, области спектроскопии. Лазеры не только повысили чувствительность спектроскопии обычного (спонтанного) комбинационного рассеяния, но и стимулировали развитие новых методов, основанных на вынужденном, например на антистоксовом, комбинационном рассеянии, носящем название когерентного антистоксового рассеяния света (КАРС) или, в частности, резонансного комбинационного рассеяния (РКР). При возрастании интенсивности падающего лазерного излучения становится значительной интенсивность рассеянного стоксового излучения. В этих условиях происходит взаимодействие молекул одновременно с двумя электромагнитными волнами лазерной vл и стоксовой V т = Vл — v , связанных между собой через молекулярные колебания с VI,. Такая связь (энергетическая) между излучением накачки и стоксовой (или антистоксовой) волной может привести к интенсивному поляризованному излучению на комбинационных частотах, другими словами— к вынужденному комбинационному рассеянию. Причем в этих условиях оказывается заметной доля молекул, находящихся в возбужденном колебательном состоянии, и в результате на частотах Гл + VI, возникает интенсивное антистоксово излучение. [c.772]

Необходимо отметить различие спонтанного и вынужденного комбинационного рассеяния. Интенсивность линий спонтанного КР на несколько порядков меньше интенсивности линий накачки, в то время как интенсивность вынужденного стоксового (или антистоксового) излучения сравнима с интенсивностью луча накачки. Вынужденное комбинационное рассеяние наблюдается только при интенсивности накачки выше пороговой , которая определяется коэффициентом поглощения среды и изменением поляризуемости изучаемых молекул. [c.773]

В некоторых случаях в специальном режиме можно получить ИК-спектры испускания нагретых образцов и/или при использовании охлаждаемых детекторов (см. разд. 9.2.2). КР-спектры формируются при неупругом рассеянии света молекулами (см. рис. 9.2-1). Для возбуждения КР-спектров требуются монохроматичные лазерные источники в видимой или ближней ИК-областях, например, Аг+-лазер (488 нм) или К(1 АС-лазер (1,06 мкм). Комбинационное рассеяние относится к очень слабым эффектам. Только около 10 падаюш,его излучения претерпевает упругое рассеяние. Эта часть излучения формирует рэлеевскую линию, имеющую такую же частоту, что и возбуждающее излучение. Около 10 ° падающего излучения приводит к возбуждению колебательных или вращательных уровней основного электронного состояния молекул. Это является причиной потери энергии падающим излучением и вызывает сдвиг полосы в длинноволновую область по сравнению с рэлеевской линией (стоксов сдвиг). Антистоксовы линии с большей частотой, чем падающее излучение, можно наблюдать, когда рассматриваемые молекулы до взаимодействия с лазерным излучением уже находятся в возбужденных колебательных состояниях (при более высоких температурах) (рис. 9.2-2). При комнатной температуре антистоксовы линии слабее, чем стоксовы. Соотношение интенсивности стоксовых и антистоксовых линий является функцией температуры образца (почему ). [c.167]

В этом процессе меняется не только направление фотона, но и его энергия. Это означает, что меняется энергетическое состояние молекулы А. На рис. 5.4 показаны две схемы, иллюстрирующие комбинационное рассеяние. Состояния с энергией Е и Е могут относиться к колебательным, вращательным и электронным состояниям. Как видно, появляется излучение на частоте у, р = [Ау - Е -Е) / А. Если Е > Е, го излучение происходит на частоте Уст < у1 и называется стоксовым. Если Е < < Д то излучение происходит на частоте Уа > У1 и называется антистоксовым. [c.123]

Рис. 5.4. Энергетическая схема, иллюстрирующая комбинационное рассеяние а - излучение иа антистоксовой частоте V, 6 - излучение на стоксовой частоте

Таким образом, в частотах стоксовой (со —ш —<о ) и антистоксовой (о)д =т +сй ,.) линий комбинируются частота монохроматического излучения источника с частотой собственных колебаний молекулы. Поэтому описанное выше явление называют комбинационным рассеянием. Объяснение этого явления можно дать как на основе классической электромагнитной теории, так и на основе квантовой теории света. [c.75]

Колебательные спектры комбинационного рассеяния широко применяют для качественного и количественного анализов органических смесей, поскольку каждому компоненту соответствуют свои стоксовы линии в спектре, а по интенсивности этих линий можно судить о количественном содержании компонентов в смеси. Для газов наряду с колебательными могут быть получены и вращательные спектры комбинационного рассеяния. [c.77]

Графы 1—4 таблицы заполняются на основе Справочника М (табл. 72), графы 5—7 по данным проведенного эксперимента. Интенсивность линий комбинационного рассеяния I определяется визуально по десятибалльной системе, за 10 принимается интенсивность самой сильной стоксовой линии. [c.93]

Порядок выполнения работы. Получив от преподавателя индивидуальный ароматический углеводород Сд (о-, м-, п-ксилолы, этилбензол), снимают спектр комбинационного рассеяния и спектры сравнения по методике, описанной выше. На основе эксперимента заполняют таблицы, аналогичные первым двум в предыдущей задаче. Интенсивность стоксовых линий / оценивают визуально по десятибалльной системе (за десять принимают интенсивность наиболее сильной стоксовой линии). Оценку интенсивности визуальным способом удобно проводить, рассматривая спектр с помощью спектропроектора. [c.94]

Симметричные валентные колебания нитрат-иона являются очень активными в спектре комбинационного рассеяния и проявляются в виде стоксовой линии при 1055 см-Ч Поскольку основным компонентом пробы является нитрит (допустим, что концентрация его постоянна), он может служить в качестве внутреннего стандарта. Можно построить калибровочный график, откладывая на оси ординат отношение интегрированной мощности полосы нитрата при 1055 см- к интегрированной мощности полосы нитрита при 810 см , а по оси абсцисс — концентрацию нитрата. С помощью такой методики удается определить примеси нитрата в пробах нитрита, имеющие концентрации меньше 0,2% (масс.). [c.748]

В настоящее время этот общий подход реализован в следующем конкретном случае N p (внутренний репер) — число фотонов стоксовой компоненты спонтанного комбинационного рассеяния воды N — число фотонов флуоресценции органических соединений, растворенных в воде. [c.169]

Перестраиваемое по частоте когерентное излучение может быть получено и за пределами упомянутого выше спектрального диапазона прямой оптической генерации ЛОС путем преобразования их излучения методами нелинейной оптики (генерация высших гармоник, получение суммарных и разностных частот, использование стоксова и антистоксова вынужденного комбинационного рассеяния разных порядков в водороде или других средах, накачка параметрических генераторов света). Пока это наиболее эф- [c.193]

Рис. 22. Вращательныей спектр комбинационного рассеяния (стоксова сторона) молекул типа симметричного волчка. а — тонкая структура линий й-ветви (ДУ = 1 ДК = 0) б — тонкая структура линий 5-ветви (Д/ = 2 АК =0) в — схематический вид спектра при низком разрешении

Интенсивность стоксовых линий значительно больше интенсивности антистоксовых линий. Линии комбинационного рассеяния в рассеянном свете наблюдаться не будут, если при вынужденном колебании диполя элек- [c.17]

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]

Спектры комбинационного рассеяния образуются, если вещество облучать монохроматическим светом, причем частота монохроматического света должна значительно отличаться от частоты ультрафиолетовых лучей, так как они поглощаются электронами. Обычно используют луч видимого света 2, например, синюю линию света ртутной лампы 4358А. Молекулы вещества поглощают энергию части лучей, необходимую для возбуждения колебательного и вращательного движения другая часть лучей проходит слои вещества без изменения. Поэтому в спектре наряду с линией возбуждающего светового луча го появляются линии более слабой интенсивности с меньшими частотами VI (стоксовы линии). Поглощенная энергия равна А = /1( о — [c.34]

Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР) — это раздел оптической спектроскопии, изучающий рассеяние монохроматического света, которое сопровождается изменением его частоты. Комбинационное рассеяние было открыто одновременно и независимо советскими физиками Л. И. Мандельштамом и Г. С. Ландсбергом и индийскими физиками В. Раманом и С. Кришнаном. Причина комбинационного рассеяния — неупругое соударение кванта света с молекулой. При этом часть энергии может уйти на возбуждение молекулы, которая перейдет на более высокий уровень. Тогда энергия рассеянного света будет меньше энергии падающего света на величину энергии перехода. В спектре рассеянного света кроме линии падающего света с волновым числом vo появляются линии с волновым числом Vlстоксовы линии). Энергия перехода характеризуется разностью Av,=vo —VI. Если молекула находилась в возбужденном состоянии, то при соударении с квантом света она может отдать ему свою энергию возбуждения и перейти в основное состояние. Тогда энергия рассеянного излучения возрастает и в [c.247]

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]

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]

Происхождение комбинационного рассеяния можно понять, используя представления квантовой теории рассеяния. При столкновении с молекулами кванты света рассеиваются. Если столкновение полностью упругое, они отклоняются от первоначального направления своего движения (от источника), не изменяя энергии. Если же столкновение неупругое, т. е. происходит обмен энергией между квантом и молекулой, молекула может потерять или приобрести дополнительно энергию Д в соответствии с правилами отбора. Приче.м ДЕ должна быть равна из.менению колебательной и (или) врапдательной энергии и соответствовать разности энергий двух разрешенных ее состояний. Излучение, рассеянное с частотой, меньшей, чем у падающего света, называют стоксовым, а с частотой большей — антистоксовым. Стоксово излучение сопровождается увеличением энергии молекул (такой процесс может произойти всегда), и линия его более интенсивна (на несколько порядков), чем антисток-сова, так как в этом случае молекула уже должна находиться в одном из возбужденных состояний (рис. 32.9). [c.770]

Спектры резонансного комбинационного рассеяния света в полиине указывают, по мнению автора , на ярко выраженную одномерность цепочек, длина которых составляет 30 20 С = С связей. Раман-спектр природного фафита состоит из одной (стоксовой) линии поглощения при 1570-1580 см . В стеклоуглероде, углях, пироуглероде, саже наблюдаются две линии 1360 и 1580 см , а в напыленном и белом углероде (чаоите) - три 1360, 1580 и 2140 см . Полагают что дополнительная широкая линия в спекфе карбина 2140 см [c.33]

Как можно видеть из рис. 9.2-2, колебательные переходы непосредственно возбуждаются ИК-излучением, при этом время жизни возбужденных состояний примерно 10 с. В случае рамановского эффекта (т. е. комбинационного рассеяния) молекула в результате рассеяния фотона переходит в короткожи-вущее виртуальное состояние и возвращается либо в исходное, либо в более низшее или высшее состояние спустя 10 с. Эти взаимодействия приводят в результате к появлению вышеописанных рэлеевских, стоксовых и антистоксовых линий в спектре. [c.167]

Использование перестраиваемых лазеров увеличивает возможности метода КРС, однако интенсивность излучения все равно остается значительно ниже интенсивности возбуждающего света. Если интенсивность возбуждающего света возрастает, то при некотором значении возникает так называемое вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР). Интенсивности вынужденного стоксова и антистоксова излучений могут быть сравнимы с интенсивностью волны накачки. Этот метод наиболее эффективен в газовой фазе при использовании фемтосекундных импульсов света. [c.124]

Для спектров комбинационного рассеяния, если частоты стоксовых линий выше 21 ООО см , удобны пластинки чувствительностью 16—32 ед. по ГОСТ, марки ортохром или изохром , при более низких частотах необходимы пластинки панхром или изопанхром , [c.90]

Пара-водородный рамановский лазер, используемый для изотонически селективного возбуждения молекул UFe, преобразует 10 мкм излучение С02-лазера в 16 мкм в результате вынужденного комбинационного рассеяния в многопроходной кювете, заполненной пара-водородом. Квантовая эффективность такого преобразования достигает 80%. Плавность перестройки определяется СОз-лазером, так как результирующая частота меньше частоты С02-лазера на фиксированное значение стоксовой компоненты ВКР в параводороде [60, 61]. [c.485]

Stokes lines (S) спектр, стоксовы линии — линии комбинационного рассеяния, расположенные со стороны более низких частот (более интенсивные, чем антистоксовы линии). [c.684]

Рис. 2. Спектры комбинационного рассеяния молекул Нг, НВ и Оа, возбужденные линией ртути 4358 А, полученные на спектрографе с шестиметровой вогнутой решеткой. Три верхние фотографии показывают стоксовы стороны чисто вращательных спектров, а нижняя — линии Q-вeтви полосы 1 0.

Рис. 2. <a href="/info/917551">Спектры комбинационного рассеяния молекул</a> Нг, НВ и Оа, <a href="/info/430804">возбужденные линией</a> ртути 4358 А, полученные на спектрографе с шестиметровой <a href="/info/449890">вогнутой решеткой</a>. Три верхние фотографии показывают стоксовы стороны <a href="/info/361665">чисто вращательных спектров</a>, а нижняя — линии Q-вeтви полосы 1 0.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология