Анизотропия поляризуемости молекулы

Анизотропия поляризуемости молекулы 712 Апертура линейная диспергирующей системы 94, 95 [c.810]

Выше было показано, что благодаря поперечности световой волны прн наблюдении под прямым углом к направлению первичного пучка естественного света (0=л/2 на рис. 2.14) рассеянный свет должен быть полностью линейно поляризован в перпендикулярной первичному пучку плоскости. Однако при рассеянии в газе или жидкости с анизотропными молекулами поляризация рассеянного света обычно не бывает полной. Объясняется это тем, что направление вектора индуцированного падающей волной дипольного момента анизотропной молекулы не совпадает, вообще говоря, с направлением электрического поля волны. Деполяризация рассеянного света будет выражена тем сильнее, чем больше анизотропия поляризуемости молекул среды. [c.123]

При рассмотрении однократного молекулярного рассеяния параметр бр связывается с анизотропией поляризуемости молекул, и в случае изотропных центров рассеяния, таких, как одноатомные газы типа аргона, бр = 0. Если учесть анизотропию свойств рассеивающих молекул, то сечение рэлеевского рассеяния будет описываться выражением более общего вида- [c.58]

До сих пор мы рассматривали рассеяние света в объеме. Во всех случаях независимо от агрегатного состояния вещества физической причиной рассеяния света является флуктуация той или иной величины, характеризующей данное вещество. В одном случае это была флуктуация плотности (чистые вещества, состоящие из изотропных молекул), в другом случае — флуктуация концентрации (чистые растворы), а в третьем случае — дополнительно к этим и флуктуация анизотропии поляризуемости (если молекулы анизотропны) и т. д. [c.321]

Важное значение теории бесконечно разбавленных растворов для развития теории растворов обусловлено не только простотой ее законов. Теория бесконечно разбавленных растворов в ряде случаев позволяет понять свойства более концентрированных растворов. Опыт показал, что многие разбавленные растворы (а иногда и концентрированные растворы) с достаточной степенью точности следуют законам бесконечно разбавленных растворов. Так как разбавленные растворы в природе очень широко распространены, то отсюда ясна практическая значимость теории бесконечно разбавленных растворов. Кроме того, как уже было отмечено в гл. 1, бесконечно разбавленные растворы часто выбираются в качестве стандартного состояния, от которого ведется отсчет изучаемых величин в более концентрированных растворах. Отметим также, что изучение их свойств часто используется для нахождения различных молекулярных характеристик растворенного вещества молекулярной массы веществ, дипольного момента, анизотропии тензора поляризуемости молекул и т. д. (см.подробнее [57, 58, 61, 87, 115, 126]). [c.54]

Теория Ланжевена всегда дает Пе>Пс, т. е. Ву>0, хотя на опыте для некоторых веществ получается ВсО. Борн в 1916 г. обобщил теорию Ланжевена, распространив ее на полярные молекулы, обладающие собственным дипольным моментом, направление которого может не совпадать с направлением наибольшей поляризуемости. Если эти направления взаимно перпендикулярны, то оси наибольшей поляризуемости молекул преимущественно ориентируются перпендикулярно внешнему полю и оптическая анизотропия среды соответствует отрицательному кристаллу (по>Пе). [c.197]

В высокочастотных полях постоянные дипольные моменты молекул не играют роли в возникновении анизотропии. В отличие от вектора дипольного момента, имеющего определенное направление, оба направления оси наибольшей поляризуемости молекулы эквивалентны и направление действующего на молекулу момента сил не меняется при переключении направления внешнего поля на противоположное. Поэтому ориентация молекул в высокочастотных полях обусловлена только индуцированными дипольными моментами, как это предполагается в теории Ланжевена. [c.198]

Резюмируя, можно сказать, что теперь экспериментальные значения коэффициента рассеяния всех жидкостей, полученные разными исследователями, хорошо согласуются друг с другом. Во всех случаях результаты можно объяснить с помощью обычной формулы Эйнштейна, хотя конкретные соотношения, связывающие диэлектрическую проницаемость и плотность, как, например, формула Лорентц — Лоренца, дают завышенные значения для коэффициента рассеяния в жидкостях. Применение лазеров обеспечило высокую точность измерений деполяризации рассеянного излучения [106]. В работе [19] тщательно проанализированы экспериментальные и теоретические аспекты измерения деполяризации в газах, и для многих молекул определена анизотропия поляризуемости. [c.110]

Эффект Керра — явление более простое и теоретически лучше изучено, чем искусственная анизотропия при механических деформациях. Это и понятно. В последнем случае проявляется воздействие сложных молекулярных полей на молекулы тела, подвергшегося деформации. Оно плохо изучено и значительно сложнее соответствующего сравнительно простого воздействия постоянного однородного электрического поля. Кроме того, явление Керра удалось наблюдать.в газах, для которых теория развита наиболее глубоко и подробно. Изучение явления Керра в газах совместно с рефракцией и деполяризацией рассеянного света позволяет определить тензор поляризуемости молекул. [c.554]

Явление Керра объясняется анизотропией самих молекул. Количественная теория для газов была развита Ланжевеном (1872— 1946) в 1910 г. В ней анизотропия молекулы характеризовалась только тензором поляризуемости. В отсутствие электрического поля анизотропные молекулы ориентированы в пространстве хаотически, так что среда в Целом макроскопически изотропна. При наложении внешнего электрического поля молекулы преимущественно ориентируются осями наибольшей поляризуемости вдоль поля, вследствие чего среда становится анизотропной. В общем случае произвольного тензора поляризуемости вычисления очень громоздки. Однако сущность теории и ее основные результаты, по крайней мере качественно, можно передать, предполагая, что молекулы полностью анизотропны, что очень сильно упрощает вычисления. Это и делается ниже. Полностью анизотропной называется такая, молекула, внутри которой электрические заряды могут смещаться только в определенном направлении, называемом осью молекулы. Моделью такой молекулы может служить палочка, вдоль которой и может происходить смещение зарядов ). [c.554]

ОНИ также будут приближать оси наибольшей поляризуемости молекул к тому же направлению внешнего поля. Действительно, в отличие от вектора, у оси наибольшей поляризуемости нет одностороннего направления, оба направления ее совершенно эквивалентны. Не имеет никакого значения, каким концом эта ось приближается к направлению вектора Е . Таким образом, эффекты ориентации осей наибольшей поляризуемости в соседние половины периода, несмотря на противоположные направления векторов Е в эти полупериоды, будут складываться, а не вычитаться. Хотя за каждый полупериод ориентация и ничтожна, благодаря такому сложению за время релаксации анизотропии Tq возникает достаточная ориентация, чтобы вызвать двойное преломление. [c.561]

Р Pu)2, поэтому очевидно, что достаточно ВЫЧИСЛИТЬ Iz Pl и IX Ply чтобы найти полную интенсивность рассеянного света и его коэффициент деполяризации Д. Если оптическая поляризуемость молекулы одинакова по любому направлению, т, е. поляризуемость Ь—скаляр, то направление момента Р и поля Е совпадают. Однако в реальных случаях так почти никогда не бывает. Молекулы в большей ИЛИ меньшей степени анизотропны. Оптическая анизотропия может быть охарактеризована трехосным ЭЛЛИПСОИДОМ, и только в простых случаях молекула имеет ось симметрии, и тогда поляризуемость характеризуется эллипсоидом вращения. [c.71]

Соотношение (4.18) справедливо для любого агрегатного состояния, но в этом параграфе в дальнейшем мы будем говорить только о газах и парах. Явление Керра связано с наличием оптической анизотропии молекул, и поэтому теория явления должна связать постоянную Керра В или К с анизотропией оптической поляризуемости молекулы. [c.76]

Если считать, что эллипсоид поляризуемости молекулы практически не меняется при переходе от одного агрегатного состояния к другому, то следует сделать вывод, что величина деполяризации в жидкости определяется внутренним действуюш им полем и статистикой в большей степени, чем анизотропией молекулы. Поэтому кажется, что нет возможности по величине измеренной в жидкости, делать какое бы то ни было заключение об анизотропии молекул. Что касается количественных расчетов анизотропии, то они действительно не могут быть сделаны, пока нет надежной теории. Но в некоторых случаях качественные заключения об анизотропии молекул по измерению Д в жидкости все-таки оказываются возможными [170, 174]. [c.264]

Анизотропия молекул проявляется в деполяризации рассеянного света. Рассмотрим вначале совершенно изотропную молекулу. Ее поляризуемость не зависит от направления (имеет форму шара). Предположим, что параллельный пучок неполяризованного света распространяется в направлении х, а наблюдение ведется вдоль оси у (рис. 529). [c.712]

Предположим вначале, что молекула имеет вид довольно протяженной прямолинейной цепочки. Обозначим значение поляризуемости мономера вдоль цепи главных валентностей через а,, а в перпендикулярном нанравлении а . Тогда суммарная разность поляризуемостей, которая определяет общую оптическую анизотропию молекулы, представится выражением [c.740]

Величина в (3,21) всегда отлична от нуля, так как поляризуемость всегда положительна (а , равное нулю, означало бы, что а хх ауу — (Гг г = , т. е. означало бы отсутствие рассеяния). Поэтому наименьшим значением степени деполяризации р , которое получается при р=0, является нуль. Наибольшее значение р соответствует случаю молекулы, обладающей наибольшей анизотропией. Молекула отличается наибольшей анизотропией, если все составляющие поляризуемости, за исключением одной, например, равны нулю. Тогда [c.267]

Здесь Рс и — средняя поляризуемость и анизотропия молекулы. Осциллирующий диполь (1.31) определяет рассеянное поле, интенсивность которого выражается как [c.27]

Др. отличие молекулярного Р. с. от атомного связано с анизотропией поляризуемости молекул. Из-за этого п вследствие произвольной ориентации свободных молекул в пространстве свет при рассеянии деполяризуется, а вращение молекул вызывает модуляцию угл. распределения интенсивности рассеяния, что, как и молекулярные колебания, формирует спектр неупругого Р. е. вблизи рэлеевской линии, т. н. её крыло шириной Д(о/2яс = 1004-150 см 1 при комнатных темп-рах. [c.279]

Форма эллипсоида, очевидно, будет отражать структуру электронной оболочки молекулы. Например, линейные молекулы (Hj, H l, OJ имеют эллипсоид вращения (а, — поляризуемость вдоль линии связи, = Oj благодаря симметрии вращения). Для высокосимметричных молекул, наиример для октаэдра SF , эллипсоид поляризуемости превращается в шар, ибо здесь а — а =а . Анизотропия поляризуемости молекулы значительна, если значительно отличаются одна от другой величины а , а , а . Мера анизотропии определяется так [c.712]

Анизотропия среды может обусловливаться как анизотропией составляющих ее частиц, так и характером их взаимного расположения. При этом изотропная среда может быть построена из анизотропных частиц, а анизотропная среда — из частиц изотропных равным образом возможны и иные комбинации. Так, нетрудно видеть, что, например, молекула водорода Н.2 анизотропна, т. е. свойства ее вдоль линии, соединяющей оба атома водорода, отличны от свойств в направлении, перпендикулярном к осевой линии поляризуемость молекулы, т. е. смещение электрона под влиянием заданной электрической силы, вдоль оси иная, чем перпендикулярно к ней. Тем не менее, водородный газ не обнаруживает эни ютропных свойств вследствие беспорядочности ориентаций водородных молекул усредненные свойства газа оказываются идентичными по всем направлениям. Если же подобные анизотропные молекулы ориентируются определенным образом, то и вещество в целом обнаруживает анизотропию. [c.496]

Теорию эффекта Керра разработали Ланжевен (1910) и Борн (1918). В основе теории лежит представление об оптической анизотропии молекул жидкости или газа, т. е. о различной поляризуемости молекул по разным направлениям. [c.66]

Другой механизм влияния электрич. поля на оптич. свойства вещества связан с определ. ориентацией в поле молекул, обладающих постоянным дипольным моментом или анизотропией поляризуемости. В результате у первоначально изотропного ансамбля молекул появляются свойства одноосного кристалла. Характерное время ориентационных процессов колеблется от 10 —10 с для газов и чистых жидкостей до 10 с и больше для коллоидных растворов, молекул, аэрозолей и т. п. Особенно сильно выражен ориентационный эффект в жидких к р и с т а л л а X (время релаксации 10" с), в них наблюдается целый ряд электрооптич. эффектов. В твёрдых телах при наложении электрич, поля наблюдается появление оптической анизотропии, обусловлен, установлением различий в ср. расстояниях между частицами решётки вдоль и поперёк поля (стрикционный эффект). Как ориентационный, так и стрикционный эффекты не только дают существ, вклад в эффект Керра, но и приводят к изменению интенсивности и деполяризации рассеянного света под влиянием электрич, поля (т. н. дитин дализм). [c.589]

Поляризуемость молекул в различных направлениях, вообще говоря, различна. В малых внешних полях молекулы ориентированы беспорядочно и поэтому нет анизотропии в поляризационных свойствах среды. В сильных полях молекулы ориентируются определенным образом относительно поля, в результате чего поляризованностъ и показатель преломления становятся анизотропными, а среда в оптическом отношении превращается в одноосный кристалл. Возникает двойное лучепреломление, причем показатель преломления п необыкновенного луча зависит от направления распространения. Возникающая при этом нелинейность — ориентационной. [c.341]

Т. о., дисперсионное М. в. определяется наличием возбужденных состояний молекул вследствие виртуальных переходов в эти состояния возникают ненулевые значения переходных дипольных моментов. Для молекул со значит, анизотропией поляризуемости дисиерсионные силы могут иметь направленный характер. [c.170]

Однако в высокочастотных полях (с длинами волн короче примерно 1 см) ориентация постоянных дипольных моментов практически прекращается. В таких полях постоянные дипольные моменты Ро не могут играть роли в возникновении анизотропии, а с ней и двойного преломления среды. Ориентация обусловлена только индуцированными дипольными моментами. В одну половину периода, когда электрическое поле направлено в определенную сторону, индуцированные дипольные моменты создают моменты сил, стремящиеся приблизить оси наибольшей поляризуемости молекул к направлению электрического поля. В следующую половину периода направления всех моментов меняются на противополо жные. Однако [c.560]

Поляризуемость молекулы при этом резко увеяливаетоя, поскольку -электрон под действием поля может смеаот оя здояь всей -системы Ясно также, что одновременно увеличится и анизотропия тен-зо поляризуемости, поскольку подвижность электрона увеличи рвет-ся только ддоль цепи сопряжения. Увеличение анизотропии проявляется в росте степени деполяризации fi линии КР, которое одет па- [c.151]

Анизотропия среды может быть обусловлена как апизотропиен молекул, составляющих се, так и характером их взаимного расположения. Наличие или отсутствие анизотропии молекул среды одно-значно си1,е не предопределяет свойства данной среды. Можгю привести много примеров, когда среда, состоящая из анизотропных молекул, является изотропной, или наоборот. Напрпмер, молекулы кислорода 0.2, водорода Hj и другие анизотропны— их поляризуемость вдоль линии, соединяющей оба атома кислорода (или водорода) отлична от поляризуемости по направлению, перпендикулярному линии химической связи. Тем не менее подобные газы не обнаруживают электрическую, а следовательно, н оптическую анизотропию. [c.246]

Деполяризация рассеянного света. Иной результат получается в том случае, когда молекула рассеивающей среды анизотропная. Если в первом случае было безразлично, как орнеитирована молекула по отношению к направлению электрического вектора падающего света, то во втором случае оно имеет существенное значение. В зависимости от ориентации молекулы по отношению к возбуждающему полю направление индуцированного колеблющегося диполя может совпадать с направлением электрического поля света (возбуждающего поля). В качестве примера рассмотрим предельный случай — полную анизотропию, т. е. модели так называемой жесткой налочки где поляризуемость во всех направлениях, кроме одного, совпадающего с осью палочки , равна нулю (а = а, [c.316]

Пусть на такую молекулу, поляризуемость котолой отлична от нуля, только вдоль АВ (рис. 13.5) падает линейно-поляризованный свет, причем так, что электрический вектор падающего света, колеблющийся вдоль оси Z, составляет некоторый угол -ф с осью молекулы АВ. Положим, что АВ расположена в плоскости XZ. Из-за полной анизотропии молекулы возбуждение диполя под действием светового поля возможно только вдоль АВ, другими словами, вынужденное колебание будет вызываться вектором — составляющей вектора Ё вдоль АВ. Ввиду того что составляет отличный от 90" угол с направлениями ОХ и 0Z, вдоль оси (под углом 90° к первоначальному направлению падения света) распространяются световые волны с колебаниями электрического вектора как вдоль оси Z, так и вдоль оси X, т. е. происходит деполяризация рассеяшюго под углом 90° света. Линейная поляризация рассеянного света имела бы место, если бы рассеянный свет был обусловлен только колебанием электрического вектора вдоль оси 2, т. е. Ф О, Е- у. = 0. Поэтому в качестве количественной характеристики степени деполяризации удобно пользоваться отношением интенсивности рассеянного света /(. с колебанием электрического вектора вдоль оси X к интенсивности рассеянного света с колебанием электрического вектора [c.316]

Микроскопич. механизмы возиикновеиия магн. ли-neHHoii анизотропии определяются или ориентационным выстраиванием молекул, обладающих дипольным магн. модментом, И.ЧП анизотропией маги, поляризуемости (при наличии ориентационных степеней свободы) и, кроме того, магн. поляризацией электронных оболочек молекул. [c.482]

Сказанное справедливо и для жидких- кристаллов с отрицательной диэлектрической анизотропией, у которых поляризуемость вдо. 1ь длинной оси молекулы меньше, чем вдоль поперечной (Дв = <0), лишь с той разницей, чю исходно молекулы ориентируют вдоль силовых линий электрического поля и приложение поля ведет к увеличению Д эфф от О до Длтах=Пе—/Jo. [c.23]

Магнитные свойства молекул. В М., у к-рых равны нулю суммарный спиновый и орбитальный моменты, магнитный момент отсутствует. Соответственно такие М. диамагнитны. Диамагнитная восприимчивость 1 1. X в ряде органич. соединений может быть выражена посредством аддитивной схемы, как сумма значений X для отдельных связей однако аддитивность восприимчивостей выполняется гораздо хуже, чем аддитивность поляризуемостей. И восприимчивость %, и поляризуемость а в основном определяются свойствами внсмших электронов М., и эти величины связаны друг с другом. М. ароматич. соединений, содержащих бензольное кольцо, характеризуются резко выраженной анизотропией диамагнитной восприимчивости. Молярная восприимчивость бензола СвНе в плоскости кольца равна —37 10" см , в перпендикулярном направлении—91- 10 см . Это интересное явление объясняется свободой движения я-электронов по периметру кольца, образующих замкнутый ток. Анизотропная диамагнитная воснриимчивость М. исследуется либо прямым измерением х по разным направлениям в молекулярном кристалле, либо с помощью Коттон — Мутона эффекта. [c.283]

Необходимость введения тензорных величин связана с различного рода анизотропией свойств физических макроскопических объектов. Тензор связывает две векторные величины, которые пропорциональны друг другу по модулю, но в силу анизотропии свойств объекта не совпадают друг с другом по направлению. В случае L и сэ решающую роль играет анизотропия формы тела (отсутствие определенной симметрии относительно осей xyz). В других случаях это может быть анизотропия, например, электрических или магнитных свойств вещества. Так, векторы поляризации вещества Р и напряженности электрического поля Е связаны тензором поляризуемости а Р = egaE (Sg — электрическая постоянная). Это означает, что в силу анизотропии электрических свойств вещество поляризуется не по полю , то есть не по полю смещаются положительные и отрицательные заряды в молекулах вещества. Примерами других, в общем случае тензорных величин являются диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость вещества. Важную роль в механике играют тензоры деформаций и напряжений. С этими и другими тензорными величинами вы познакомитесь при изучении соответствующих разделов курса общей физики. [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...