Уровни возбуждения

Конструкция лазеров на органических красителях отличается от конструкции газовых и твердотельных лазеров. Активное вещество представляет собой органический растворитель (метиловый спирт), в котором растворено небольшое количество красителя, например родамина. Из основного энергетического состояния молекулы вещества после облучения попадают в возбужденное, имеющее вид широкой полосы, содержащей множество колебательных и вращательных уровней. После этого перехода молекулы красителя за очень короткое время совершают безызлучательный переход с выделением тепла на самые нижние уровни этого возбужденного состояния. Таким образом достигается инверсная заселенность между нижними уровнями возбужденного и верхними невозбужденного состояний. [c.100]

Под воздействием частиц с большой энергией может происходить также и возбуждение молекул. В зависимости от уровня возбуждения такие молекулы могут частично диссоциировать с образованием атомов или свободных радикалов. Нередко число атомов и радикалов, образующихся при облучении, превосходит число образующихся пар ионов. Число же возбужденных частиц примерно в два-три раза превышает число ионов, так как количество энергии, требуемой для возбуждения, меньше, чем энергия ионизации. При достаточном уровне возбуждения такие молекулы могут вступать в химические реакции. [c.555]

Наиболее простое объяснение физических свойств полупроводников может быть дано на основе представлений зонной теории твердого тела. При образовании кристалла полупроводника происходит расщепление в зону энергетических уровней валентных электронов и электронных уровней возбужденных состояний. В результате в кристалле полупроводника возникают две зоны (рис. 30). Первая из этих зон (/) возникает в результате расщепления низших энергетических уровней в атоме. Она заполняется валентными электронами в нормальном квантовом состоянии. В теории полупроводников эта зона называется валентной зоной или заполненной зоной. [c.160]

Термодинамические свойства большого числа веществ были определены с помощью статистических методов. В основе их лежат тоже экспериментальные данные. Но это — данные совсем другого рода. Одни из них характеризуют расстояния между атомами в молекуле и ее моменты инерции, другие, основанные на спектральных исследованиях, приводят к энергетической характеристике колебательных движений атомов в молекуле, уровней возбуждения атомов и молекул, в том числе и электронных уровней, что особенно важно для области очень высоких температур. [c.32]

В табл. V, 17 указаны температуры, отвечающие одинаковым значениям констант равновесия реакций атомизации газообразных окисей магния, кальция, стронция и бария, и отношения этих температур, иллюстрирующие степень применимости в этом случае уравнения (V, 43). Постоянство отношений выдерживается достаточно хорошо даже в интервале температур примерно от 300 до 3000 К, хотя константы равновесия изменяются в этом интервале в 10 раз. Наименьшее изменение указанного отношения наблюдается для наиболее однотипных реакций (пара СаО —SrO), реакция атомизации окиси магния, естественно, отличается несколько сильнее, а в реакции атомизации окиси бария при высоких температурах (выше 2300 К) сказывается влияние новых уровней возбуждения. [c.197]

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]

Предполагается, что разрыв цепных молекул под действием напряжения происходит путем кооперативного воздействия механических сил (снижение потенциального барьера разрыва соединяющих связей) и статистически флуктуирующих тепловых колебаний среды, восполняющих недостающую величину энергии, которая необходима для разъединения нагруженной связи. Также полагают, что уравнение (5.57) достаточно для адекватного описания влияния механической и тепловой энергий на скорость k процесса термомеханического разрыва цепи. Если данное предположение справедливо, то нехватка тепловой колебательной энергии будет увеличивать стабильность напряженной связи. Наоборот, с увеличением тепловой энергии ранее стабильные связи будут достигать критического уровня возбуждения и будет происходить их разрыв. Представляет интерес количественно проанализировать данный аспект взаимодействия вкладов тепловой и механической энергий в кинетику разрыва цепей ПА-6. [c.200]

Ео — это уровень энергии основного состояния Ей 2, — уровни возбужден-ных состояний Б порядке возрастания их у [c.5]

Рис. 6.5. Энергетические уровни возбужденных состояний фенантрена (I) и нафталина (II)

Возбужденные электронные состояния молекулы можно получить из основного, сообщая молекуле соответствующую энергию. Потенциальная кривая подобного состояния — кривая б на рис. 27. Электронному уровню возбужденного состояния отвечает точка минимума верхней потенциальной кривой. Энергия возбуждения определяется разностью ординат минимумов потенциальных кривых возбужденного и [c.66]

При отсутствии незанятых энергетических состояний в данном уровне возбуждение невозможно и, следовательно, увеличить валентность нельзя. Этим объясняется, в частности, постоянная валентность у фтора и переменная — у хлора. У первого внешний уровень состоит из двух подуровней, а у второго из трех [c.87]

Валентность атомов определяется числом холостых электронов в атоме. Причем следует различать атом в нормальном и возбужденном состоянии. Под возбуждением подразумевается перевод электрона с одного подуровня на другой в пределах того же уровня. Возбуждение можно осуществить за счет энергии извне. При химических реакциях возбуждение возможно в том случае, если выделяющаяся при реакции энергия больше энергии, затрачиваемой на возбуждение. Рассмотрим валентность атомов элементов П1 периода от до Ые [c.110]

Что касается электронов, возникает вопрос о том, какая доля из их общего числа сохраняет свою преимущественную связь с определенным ядром и сколько электронов следует считать находящимися на новых молекулярных орбиталях, принадлежащих ядерному скелету молекулы в целом. Даже в простейшем случае двухатомной молекулы нельзя говорить о зафиксированных энергетических уровнях различных состояний молекулы, так как при изменениях межъядерных расстояний (при колебании ядер в молекуле, при ее растяжении от центробежной силы при молекулярном вращении) энергия связи делается переменной величиной и вместо фиксированного энергетического уровня следует представлять себе потенциальную кривую с определенной глубиной связевого минимума на ней, отвечающего энергии диссоциации. Таким образом вместо набора уровней возбужденных атомных состояний даже в простейшем случае для двухатомных молекул получается набор потенциальных кривых, а вместе с ним и большая серия принципиально новых правил, определяющих вероятности переходов с одной кривой на другую в тех или иных условиях. Для многоатомных молекул речь идет уже в свете потенциальных поверхностей. [c.128]

К и напряженностью поля. В первых двух порядках теории возмущений рассчитайте сдвиг и расщепление энергетических уровней возбужденных состояний ротатора (эффект Штарка для плоского ротатора). [c.32]

Наблюдаемые эффекты тушения люминесценции являются обычно результатом конкуренции радиационных и бимолекулярных столкновительных процессов дезактивации электронных энергетических уровней, поскольку колебательная релаксация протекает настолько быстро (особенно в конденсированной фазе), что излучательные переходы практически всегда начинаются с основного колебательного уровня возбужденного электронного состояния эти особенности будут предметом нашего обсуждения в следующем разделе. Простейший процесс возбуждения с последующей дезактивацией, не включающий процессов внутримолекулярной безызлучательной релаксации, имеет вид [c.85]

Энергетический график удобен для изображения уровней возбужденных и валентных состояний, а геометрический, наоборот, — для характеристики экранных глубинных, заселенных частей нормального атома. [c.17]

Уже сейчас гелио-неоновые лазеры используют возбужденные атомы гелия с их высоко лежащими энергетическими уровнями электронов для возбуждения атомов неона, имеющих незаселенные возбужденные уровни на той же высоте, что и у гелия. Если концентрация атомов гелия значительно превыщает в смеси концентрацию неона, получается возможность инверсии заселенности в атомах неона, вместе с этим развивается и лазерный эффект. Вообще атомы или молекулы (например, N2), имеющие высоко лежащие уровни возбуждения, служат теперь источниками для конструкции лазеров (Ма- СОг) и как инициаторы различных химических процессов. [c.169]

Рис. 6.18. Энергетические уровни возбужденных состояний рибофлавина

Однако молекулы некоторых газов могут находиться в состоянии метастабильного возбуждения, из которого они способны вернуться в основное состояние лишь при взаимодействии с другими молекулами. При этом энергия возбуждения может передаваться другой молекуле, которая возбуждается или ионизируется, в зависимости от того, отвечает ли перенесенная энергия уровню возбуждения соответствующей молекулы или превышает [c.143]

На рис. 15.5, (2 показаны потенциальные кривые для основного и первого возбужденного состояний двухатомной молекулы ХУ. В возбужденном состоянии молекула имеет различную электронную структуру, и его потенциальная энергия выше. Равновесное межъядерное расстояние в возбужденном состоянии больше, чем в основном оно обладает разрыхляющим электроном, поэтому связано слабее и имеет меньшую энергию диссоциации. Когда молекула в основном состоянии поглощает излучение, то наиболее вероятно, что она находится при равновесном межъядерной расстоянии, как говорилось в разд. 12.15 для основного состояния гармонического осциллятора. Это несправедливо для более высоких колебательных уровней, так как по мере увеличения колебательной энергии мы приближаемся все более и более к тому хорошо известному положению, что наибольшую вероятность переходы имеют из поворотных точек. Согласно принципу Франка—Кондона, наиболее вероятен переход 0 2, так как возбужденная молекула в состоянии v = 2 не обладает значительной кинетической энергией при равновесном межъядерном расстоянии она имеет высокую вероятность колебательного нулевого уровня основного электронного состояния. Переходы на другие колебательные уровни возбужденного состоя- [c.469]

Возбуждение молекул в высшие энергетические состояния путем поглощения энергии протекает очень быстро (10 с), при этом молекула может переходить на различные колебательные уровни возбужденного электронного состояния (рис. 9.1-12). [c.159]

Последовательно повышая напряжение электрического поля, можно достичь более высоких уровней возбуждения, вплоть до диссоциации атомов на ионы и свободные электроны. Необходимый для этого критический потенциал называется потенциалом ионизации V . Для атома водорода он равен 13,3 в. Энергию, необходимую для ионизации атома, согласно теории Бора, можно найти из уравнений (59) и (61) при и 2=00 [c.113]

Простейшая зонная схема для люминофоров полупроводникового типа показана на рис. IV. 1. Энергетические уровни и Аа, возникающие при введении активатора, располагаются в запрещенной зоне II. Наряду с уровнями активатора в запрещенной зоне существуют уровни захвата электронов (Л), обусловленные различными дефектами (в частности, примесными). Так как природа ловушек различна, то уровни захвата могут иметь различную Глубину. Уровень А соответствует невозбужденному состоянию активатора (основной уровень) и в этом состоянии заполнен, а уровни (возбужденный уровень) и уровень Л свободны, [c.73]

В случае молекул ситуация не так проста. Даже двухатомные молекулы велики по сравнению с атомами, и их уже нельзя рассматривать как жесткие частицы. В них происходят молекулярное вращение и колебания ядер, причем энергия вращательного и колебательного движения также квантуется (рис. 1.3). Таким образом, любой электрон в молекуле в основном состоянии может находиться на нескольких колебательных энергетических уровнях, причем для каждого нз последних возможно несколько вращательных энергетических уровней. То же самое справедливо и для электрона в возбужденном состоянии. И хотя разницы колебательных и вращательных энергий малы по сравнению с разницей электронных энергий, при обсуждении электронных переходов их необходимо учитывать. Следовательно, для осуществления электронного-перехода энергия кванта не обязательно должна иметь одно строго определенное значение она должна соответствовать разности между основным и возбужденными состояниями для различных колебательных и вращательных уровней. Возбуждение электронов может сопровождаться колебательным и вращательным возбуждением молекул. В итоге при электронном возбуждении энергия поглощается в некотором диапазоне длин волн излучения, и поэтому для молекул спектроскопические линии поглощения расширяются до полос поглощения с центром, соответствующим длине волны максимального поглощения (Ятах) обычно ширина ПОЛОСЫ составляет 50—100 нм. Как правило, невозможно достичь достаточно хорошего разрешения полос поглощения, по которому можно было бы восстановить тонкую структуру колебательных и вращательных уровней. [c.17]

На рис. V, 4 показана зависимость теплоемкости (Ср) для частиц различного рода. Атомы инертных газов и ионы, отвечающие им по структуре, в пределах температур до 6000 К за немногими исключениями сохраняют постоянное значение Ср = = 4,97 кал/(К-моль). Частицы с другим строением электронных оболочек обладают обычно более низкими уровнями возбуждения. Их теплоемкость отклоняется от значения 4,97 кал/(К-моль) уже при более низких температурах. На рис. VI, 4 приведены некоторые характерные примеры таких частиц. Так, у атомов элементов подгруппы лития обнаруживаются в рассматриваемом пределе температур значительные отклонения Ср от указанного предельного значения, причем для Сз эти отклонения становятся заметными, начиная с 1500 К, для НЬ и К — с 1700 К, для N8 — с 2100 К и для Ь — с 1800 К. Это, естественно, приводит к усложнению зависимости от температуры и других термодинамических функций этих элементов. Поэтому процессы ионизации атомов Ы—Сз и процессы диссоциации на атомы двухатомных молекул этих элементов существенно отклоняются от однотипности уже при умеренно высоких температурах. Вещества неодиотипиые (например, Ыа, Мо, Ре, РЬ, 51) имеют различную по характеру зависимость теплоемкости от температуры. [c.174]

С помощью этого метода Фокс и сотрудники [296] измерили потенциалы появления атомарных ионов благородных газов, молекулярных ионов простых молекул, а также уточнили и определили новые электронные уровни возбуждения, соответствующие энергиям отрыва электрона с разных молекулярных и атомных орбит. Метод квазимонокинетизации был применен В. Л. Тальрозе и Е. Л. Франкевичем [298] для изучения иономолекулярных реакций в газовой фазе и определения сродства к протону ряда молекул. Исследование процессов диссоциативной ионизации октана, октаиа-2-0 и нонана-С з позволило В. К. Потапову и соавторам [94] впервые обнаружить тонкую структуру кривых вероятности появления (С Н2п+1) и ( H2n) связанную с различными процессами их образования. Можно предположить, что осколочные ионы (СпНгп)" выделяются из середины молекулы с одновременным соединением концов цепи в новую молекулу углеводорода. Высота активационного барьера этих реакций [c.179]

Соотношение неопределенностей для энергии AEx h означает, что при переходе атомных систем из возбужденного состояния в основное существует разброс АЕ в энергии излучаемых фотонов, связанный с временем жизни атома т в возбужденном состоянии. Причиной разброса является конечная ширина энергетических уровней возбужденных атомов, также равная АЕ. Средние времена жизни возбужденных атомов обычно уменьшаются с увеличением энергии возбуждения ширины уровней атомов поэтому растут (рис. 23). Для стационарных состояний (г = со) ширина уровней Л =0. Для возбужденных атомов (0<т<оо) АЕФО. [c.97]

Детальное изучение а-распада показало, что энергия а-частиц, испускаемых изотопом, не одинакова, а имеет вполне определенные, дозволенные значения. Например, при а-распаде тория-228 получается 4 группы частиц с энергиями 5,208 5,421 5,838 6,173 МэВ. Причина этого факта — определенная вероятность образования ядра дочернего элемента не только в основном, но и в возбужденных состояниях. Наибольщее значение энергии а-частиц отвечает процессу образования ядер в основном состоянии, меньшие значения— в возбужденных состояниях. При этом с повыщением уровня возбуждения вероятность перехода в возбужденное состояние падает. Однако возбужденные состояния неустойчивы. Через 10 — 10 с ядро, испуская квант у-излучения, переходит в более низкое возбужденное или основное состояние. Величина у-кванта равна разности уровней, между которыми происходит переход. у-Пзлуче-ние не возникает лишь при образовании дочерних ядер в основных энергетических состояниях. [c.397]

Вовлеченные в процесс цис-транс-изомеризации электронные состояния не установлены достаточно определенно. Хотя при импульсном фотолизе аП-гранс-ретиналя наблюдали коротко-жнвущий спектр, согласующийся со спектрами триплетных состояний, доказательств образования триплетных состояний при изомеризации родопсина нет. Возможно, уровни (п, я ) лежат над уровнем возбужденного состояния (вероятно, состояния я, я ) в протонироваином шиффовом основании, но ниже, чем в свободном альдегиде, так что триплетные состояния образуются лишь в свободном ретинале. Представляется вероятным, что в фотовозбужденном ретинальном хромофоре родопсина происходит перенос положительного заряда от шиффова основания к сопряженной л-системе ретиналя. [c.240]

Числитель в членах суммы (1.14) всегда положителен, а знаменатель может быть как положительным, так и отрицательным, в зависимости от знака разности (.о). Когда обе молекулы находятся в основных квантовых состояниях, разность < )—отрицательна при любых значениях /, отличающихся] от нуля. Поэтому энергия отрицательна, т. е. молекулы, находящиеся в основном квантовом состоянии, притягиваются друг к другу под влиянием лондоновских сил. Если же одна или обе молекулы находятся в возбулоденных состояниях, то одни члены суммы (1.14) будут отрицательными, а другие положительными. Для молекул, находящихся на достаточно высоких уровнях возбуждения, большая часть суммы (1.14) будет состоять из положительных слагаемых, так что в итоге энергия Е". будет положительной, т. е. лондоновское взаимодействие будет сопровождаться отталкиванием молекул. [c.24]

Близость по порядку величины работы отрыва электрона от аниона и от возбужденного до 45-состояния нейтрального атома представить можно, но с количественной стороны проблема, конечно, сложна электрон 4s находится от ядра на расстоянии во всяком случае не менее 2,5Л и имеет влияющие на прочность связи с ядром добавочные максимумы на уровнях 3s, 2s и Is шестой электрон Зр находится в свободном ионе, очевидно, заметно глубже, чем 2,5А, но несколько выше, чем 0,72А (расстояние первых пяти Зр-электронов), и притом неизвестно, на сколько выше, но добавочный внутренний максимум плотности у него только один, а именно 2р. При образовании молекулы (Na I) перекрывание примерно приходится на область, отвечающую расстоянию от ядра Na орбитали Na3s, а по отношению к ядру С1— расстоянию от него С1 орбитали Зр как будто два нейтральных атома подошли вплотную друг к другу — с перекрыванием наружных частей своих внешних валентных орбитальных облаков как раз вплоть до точек максимума плотности. Энергетическое значение сродства к электрону атома аргона отвечает точке, лежащей уже значительно выше, чем уровень возбужденного 45-электрона в нейтральном атоме, что свидетельствует о слабом просвечивании ядерного заряда аргона сквозь экран закрытой оболочки ls 2s p"3sV по сравнению с просвечиванием сквозь экран открытой оболочки ls 2s p 3s p в атоме хлора. В атоме аргона нет никакой близости уровня сродства к электрону и уровней возбужденных электронов 4s, 4р и 3d, которые остаются пустыми диффузными вакансиями большого радиуса. [c.45]

Уровни возбуждения молекулы Нг в то же время представляют собой верхние пределы серий возбуждения вторых электронов в Ридберговых состояниях молекулы Н, эти возбуждения отвечают постепенному переходу на более высокие уровни ранее не бывшего возбужденным электрона Isa, присутствующего в Ридберговых состояниях Нг и в конце концов отрываемого из молекулы с образованием конечно возбужденного Нг- [c.152]

Рассмотрим набор N независимых атомов, каждый из которых может находиться в своем основном состоянии или на одном и.ч возбужденных уровней. Возбужденные атомы за единичное время могут совершить обратным переход с вероятностью а, но возбужле-нне может произойти только вследствие попадания фотона. Каждый фотон обладает вероятностью (-5 возбудить атом., Мы предполагаем, чю число п возбужденных атомов много меньше, чем А, тогда эту вероятность можно считать не зависящей от п. [c.336]

В случае металлич. электрода фотовозбуждение обусловлено переходом поглотивших кванг света валентных электронов на более высокие энергетич. уровни. Возбужденные электроны с энергаей, превышающей работу выхода из металла, и имеющие отличный от нуля импульс в направлении нормали к пов-сти электрода могуг псжинуть металл и перейти в делокализованном состоянии в р-р, образуя ток фотоэлектронной эмиссии (фототок). Фототок 1 зависит от энергаи кванта света hv (Л - постоянная Планка, v - частота) и потенциала электрода Е по т. наз. закону пяти вторых [c.185]

Существует и другая точка зрения на уширение полосы, так называемая преддиссоционная теория [112] Согласно этой теории, размытие полосы происходит в результате перехода энергии возбуждения связи А — Н на связь Н...В, что вызывает диссоциацию связи Н...В. В результате имеет место размытие энергетических уровней возбужденного состояния, т. е. система АН...В оказывается в состоянии с непрерывным значением энергип. [c.20]

Рис. 4,6. Энергетические уровни возбужденных электронных состояний протопорфина

Вопрос о том, является ли закон Ламберта — Бера точным, обсуждался во многих работах. В настоящее время считают, что закон в основе своей правилен, хотя возможности его применения не столь универсальны, как предполагали раньше. Закон точно выполняется, если наблюдаемое поглощение обусловлено частицами одного типа. Это условие, однако, в ряде случаев нарушается поэтому имеет смысл указать на наиболее часто встречающиеся причины его невыполнения. Отклонения от закона Ламберта — Бера наблюдаются 1) когда различные формы поглощающих частиц находятся в равновесии, как, например, в случае таутомерии или кислотно-основного равновесия 2) в системах, имеющих ясно выраженную тенденцию к ассоциации либо молекул растворенного вещества между собой, либо между молекулами растворенного вещества и растворителя (например, в случае комплексов, образованных как за счет водородных связей, так и вследствие ван-дер-ваальсовых сил) 3) когда имеет место тепловое равновесие между основным состоянием и достаточно низко расположенным электронным уровнем возбужденного состояния (явление термохромизма). [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология