Спектр комбинационного рассеяния

Рис. 29.13. Спектр комбинационного рассеяния четыреххлористого углерода.

Рис. 29.14. Спектр комбинационного рассеяния кварца.

Рис. 23.14. Схема спектра комбинационного рассеяния

Таким образом, упрощенные представления квантовой теории объясняют основные черты комбинационного рассеяния света. Однако остается неосвещенным ряд его важных особенностей. Прежде всего обращает на себя внимание существующее различие между спектром комбинационного рассеяния и инфракрасным спектром поглощения. Это различие заключается в том, что некоторые интенсивные инфракрасные линии поглощения не наблюдаются в спектрах комбинационного рассеяния и наоборот. [c.128]

Действительно, интенсивность линии частоты V в спектре комбинационного рассеяния определяется тем, насколько значительно меняется поляризуемость молекулы при колебании, соответствующем этой частоте. Интенсивность же инфракрасной линии поглощения той же частоты зависит от того, насколько хорошо реагирует молекула на электромагнитное поле проходящей световой волны. Эта реакция определяется изменениями электрического дипольного момента молекулы при соответствующем колебании. Изменение поляризуемости и изменение дипольного момента могут быть по-разному выражены при различных колебаниях. Поэтому одни из этих колебаний будут лучше проявляться в инфракрасных спектрах, другие — в комбинационных. [c.128]

Напомним, что комбинационное рассеяние света представляет собой спонтанное испускание фотона hv при исчезновении фотона /lvo возбуждающего света (см. 23.5). При рассеянии происходит изменение частоты vo на величину частоты собственных внутренних колебаний молекул (v = vo Vг). в спектре комбинационного рассеяния появляются стоксова (vs = vo—VI — красный спутник) и антистоксова (vas = VQ- -Vi — фиолетовый спутник) компоненты. Иногда этот вид рассеяния называют рассеянием на внутримолекулярных колебаниях. [c.312]

Данное пособие создано преподавателями кафедры оптики физического факультета МГУ и обобщает многолетний опыт работы специального оптического практикума и лаборатории по специальности. В нем описаны 19 задач в области эмиссионного спектрального анализа, атомной спектроскопии, колебательных спектров (комбинационного рассеяния, ИК-спектроскопии), люминесценции и электронных спектров поглощения, оптических методов диагностики плазмы и оптических квантовых генераторов. Все шесть глав содержат сведения, представляющие краткий обзор основных понятий и теоретических сведений по соответствующему разделу спектроскопии, необходимых студенту для выполнения задач практикума. Каждая задача в свою очередь состоит из теоретической части и описания нескольких упражнений, на выполнение которых требуется от 9 до 36 часов. Конкретная программа работы студента определяется преподавателем. Пособие завершается приложением, где приведены основные табличные данные, используемые при обработке полученных экспериментальных результатов. [c.4]

Здесь рассмотрены лишь колебательные ИК-спектры поглощения и спектры комбинационного рассеяния света, которые дают возможность получить наиболее существенные данные о внутреннем строении молекул. Поэтому они получили особенно широкое распространение для научных исследований и целей молекулярного спектрального анализа. [c.88]

Получение спектра комбинационного рассеяния света. Комбинационное рассеяние света исследуется по другой схеме (рис. 34). Для этого используется возбуждающий источник А, обладающий интенсивными редкими линиями в видимой области спектра (обычно ртутная лампа или газовый лазер). Рассеянный [c.89]

Рис. 34. Схема наблюдения спектра комбинационного рассеяния света

Спектр комбинационного рассеяния образуется около возбуждающей линии в виде двух групп, симметрично расположенных [c.89]

Между спектрами комбинационного рассеяния света и ИК-по-глощения имеется внутренняя связь, обусловленная внутримолекулярными колебаниями. Если сравнить спектры комбинационного, рассеяния и ИК-поглощения одного и того же вещества, то окажется, что разности частот Avi, между возбуждающей линией и соответствующими красными или фиолетовыми сателлитами будут равны частотам Хг ИК-полос поглощения, т. е. Д У1=ть Лт2=Т2> Дтз=тз, Ах4=Х4 (рис. 33, 35), причем V], ха и т. д. представляют собой частоты собственных колебаний исследуемых молекул. [c.90]

Классическая теория ИК-спектров и спектров КР двухатомных молекул легко обобщается на случай многоатомных молекул, где каждому нормальному колебанию может соответствовать своя линия (полоса) в спектрах комбинационного рассеяния или ИК-поглощения. [c.102]

Задача вычисления производных поляризуемости и дипольного момента облегчается для молекул, у которых соседние валентные связи слабо взаимодействуют друг с другом. В этом случае для расчета используется так называемая схема аддитивности, заключающая в том, что поляризуемость (дипольный момент) всей молекулы представляют в виде суммы поляризуемостей (дипольных моментов) отдельных связей. По схеме аддитивности например, были вычислены интенсивности линий в спектре комбинационного рассеяния ССЦ, которые оказались в хорошем согласии с экспериментальными данными. Однако схему аддитивности нельзя применить к молекулам, у которых соседние связи сильно взаимодействуют между собой, например к молекулам с сопряженными кратными связями и к ароматическим соединениям. [c.102]

Классическая электромагнитная теория света не может объяснить многих явлений при взаимодействии света с веществом. В частности, она дает неправильное соотношение интенсивностей между красными и фиолетовыми сателлитами в спектре комбинационного рассеяния. Элементарные акты взаимодействия света с веществом носят квантовый характер, и поэтому многие спектральные закономерности могут быть поняты лишь на основе применения квантовой теории. [c.102]

Итак, расчет интенсивности линий спектра комбинационного рассеяния сводится к вычислению матричного элемента тензора поляризуемости (аар)ии Однако в настоящее время такие вычисления для большинства молекул не могут быть выполнены из-за трудностей построения волновых функций яр. [c.111]

Первый член ряда, как и в (3.6), определяет интенсивность релеевского рассеяния света, второй член — интенсивность основных тонов в спектре комбинационного рассеяния, а последующие члены ряда — интенсивности обертонов и составных тонов этого спектра. На основании этого разложения матричный элемент тензора поляризуемости для основного перехода выражается следующим образом [c.111]

Наилучшие условия съемки спектров комбинационного рассеяния получаются при всестороннем освещении вещества в эллиптическом осветителе. Тогда максимальное значение для отношения поляризующих факторов будет /(p=6/7)/f(р=0) = 1,09. [c.115]

ЗАДАЧА 6. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ПО СПЕКТРАМ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА [c.117]

Качественный анализ по спектрам комбинационного рассеяния света основан на том, что каждая молекула обладает собственными характерными (нормальными) колебаниями, которые проявляются в спектре в виде отдельных линий с определенной частотой и интенсивностью. При этом спектр смеси нескольких веществ представляет собой простое наложение спектров составляющих компонентов. Измерив частоты и интенсивности линий, можно определить вещество (или смесь веществ), которому принадлежит СКР, если сравнить полученные данные со спектрами известных веществ. Для проведения качественного анализа достаточно приблизительно оценить интенсивность линий. [c.117]

Качественный молекулярный анализ по спектрам комбинационного рассеяния обладает большой избирательностью по сравнению с химическим анализом. С его помощью можно надежно различать очень близкие по строению молекулы, например поворотные изомеры, что невозможно сделать методами химического анализа. Вместе с тем метод комбинационного рассеяния не очень чувствителен к определению малых примесей из-за слабой интенсивности комбинационных линий. Эти линии могут частично или полностью маскироваться люминесценцией исследуемого вещества или примесей, а также сплошным фоном источника возбуждающего света, что ведет к снижению точности анализа. Для анализа необходимо выбирать наиболее интенсивные линии комбинационного рассеяния исследуемого вещества, а для возбуждения спектра рассеяния — достаточно мощный источник света с монохроматическим излучением. [c.117]

Описание установки. На рис. 46 приведена схема установки для регистрации спектра комбинационного рассеяния. Ртутная лампа ПРК-2, помещенная в одном из фокусов А эллиптического зеркального цилиндра, посылает лучи на кювету с исследуемым веществом, расположенную во втором его фокусе В. Такая форма осветителя позволяет наиболее эффективно использовать световой поток возбуждающего источники света. Рассеянный свет поступает в спектрограф ИСП-51 под прямым углом к возбуждающему потоку. [c.118]

Рис. 46. Схема установки для фотографической и фотоэлектрической регистрации спектров комбинационного рассеяния света

Для проведения качественного анализа спектр комбинационного рассеяния смеси необходимо снять приблизительно при тех же условиях, при которых были получены табличные значения параметров линий индивидуальных веществ, используемые в качестве эталонов сравнения при расшифровке спектра. [c.131]

Расшифровку спектра комбинационного рассеяния можно осуществить и другим способом. Диаграммные ленты с записью спектра комбинационного рассеяния омеси и спектра сравнения эталонного источника кладут рядом, совмещая концы отметочных линий. Это равносильно фотографированию двух спектров встык . Для определения частоты какой-либо линии смеси выбирают две ближайшие к ней линии спектра сравнения и измеряют с помощью миллиметровой линейки расстояния между ними. Далее расчеты проводят с помощью линейного интерполирования по формуле (3.74). [c.132]

Измерив частоты линий, проводят расшифровку спектра комбинационного рассеяния, т. е. определяют, каким веществам принадлежат те или иные линии спектра смеси. Для этого найденные частоты линий сравниваются с табличными данными частот линий индивидуальных веществ. При расшифровке спектра смеси кроме частот линий, следует учитывать и их интенсивности. [c.132]

Сфотографируйте спектр комбинационного рассеяния неизвестного вещества, расположив его встык между двумя спектрами железа. Отдельно на той же фотопластинке сфотографируйте переэкспонированный спектр ртути. [c.137]

Расшифруйте спектр комбинационного рассеяния неизвестного вещества, определив частоты колебаний его молекул. [c.137]

Запишите спектр комбинационного рассеяния смеси веществ и спектр сравнения известного источника света. [c.137]

В настоящее время на основе внешнего и внутреннего фотоэффекта строится бесчисленное множество приемников излучения, преобразующих световой сигнал в электрический и объединенных общим названием — фотоэлементы. Они находят весьма широкое применение в технике и в научных исследованиях. Самые разные объективные оптические измерения немыслимы в наше время без применения того или иного типа фотоэлементов. Современная фотометрия, спектрометрия и спектрофотометрия в широчайшей области спектра, спектральный анализ вещества, объективное измерение весьма слабых световых потоков, наблюдаемых, например, при изучении спектров комбинационного рассеяния света, в астрофизике, биологии и т. д. трудно представить себе без применения фотоэлементов регистрация инфракрасных спектров часто осуществляется специальными фотоэлементами для длинноволновой области спектра. Необычайно широко используются фотоэлементы в технике контроль и управление производственными процессами, разнообразные системы связи от передачи изображения и телевидения до оптической связи на лазерах и космической техники представляют собой далеко не полный перечень областей применения фотоэлементов для решения разнообразнейших технических вопросов в,современной промышленности и связи. [c.649]

Спектр комбинационного рассеяния света. Сущность комбинационного рассеяния света согласно квантовой теории можно представить следующим образом. Пусть с молекулой, находящейся в низшем (основном) колебательном энергетическом состоянии Б о, взаимодействует квант света энергии Лто. Величина кванта /гто значительно больше энергии, соответствующей расстоянию между соседними колебательными уровнями молекулы. Часть его энергии может пойти на возбуждение молекулы, вследствие чего она пе-рейлет в более высокое энергетическое состояние Е, а остальная, больщая часть, рассеется в виде кванта света Нх (рис. 42, а). По закону сохранения энергии получим [c.107]

Для того чтобы получить такое же соотношение интенсивностей между линиями различной ширины, как и в табличных данных, необходимо соблюдать те же условия съемки. При получении табличных интенсивностей линий в качестве возбуждающегсу источника света использовалась лампа ПРК-2 в нормальном режиме (ток через лампу 3,7 А), спектр фотографировался на спектрографе ИСП-51 с камерой F=270 мм при ширине щели 0,04 мм. Ширина щели бралась достаточно большой, чтобы получить интенсивный спектр комбинационного рассеяния и в то же время не выходила за пределы области, где соблюдается прямая пропорциональность между наблюдаемой интенсивностью в максимуме линии и шириной щели. Такой выбор ширины щели является также оптимальным для отношения интенсивности линий комбинационного рассеяния к интенсивности сплошного спектра (мешающего фона). [c.124]

Рис. 49. Кювета для исследования спектров комбинационного рассеяния света / —рабочая часть кюветы, а — ллоскопараллельное окошко, т — зачерненный отогнутый конец кюветы, к — вспомогательный сосуд

Для съемок спектра комбинационного рассеяния щель спектрографа 51 следует несколько расширить. Однако при слишком широкой щели спектральные линии уширяются, а форма их контуров искажается. Вследствие этого точность измерения частот линий понижается. Кроме того, изменяется наблюдаемое соотношение интенсивностей в максимуме линий. При съемке спектра комбинационного рассеяния на приборе типа ИСП-51 с камерой Е = 270 мм ширину щели удобно брать равной 0,040 мм. Длительность экспозиции при - фотографировании на пластинках ИЗООРТО средней чувствительности достигает 60—90 мин. [c.129]

Измерение положения линий в полученных спектрах компа-рирование) можно производить либо на измерительном микроскопе МИР-12, либо на компараторе ИЗА-2. Компарирование спектра комбинационного рассеяния производится по концам линий компарирование опорных линий железа (реперов) по их концам, прилагающим к спектру комбинационного рассеяния. Получив отсчет положения линии комбинационного рассеяния 4 и отсчеты положения двух ближайших к ней линий реперов железа / п и /т, отстоящих от возбуждающей линии по шкале частот соответственно на Avn и Атт, находят с помощью таблицы приложения 3 разность частот данных линий железа бпт- После этого частота (волновое число) линии комбинационного рассеяния Vк рассчитывается но формуле [c.130]

Сфотографируйте или запишите фотоэлектрически спектр комбинационного рассеяния и спектр сравнения, длины волн которого известны. [c.137]

В основе количественного анализа по спектрам комбинационного рассеяния света лежит пропорциональная зависимость между интенсивностью комбинационных линий и количеством молекул в единице объема (см. (3.11), (3.48)). При наличии смеси веществ интенсивность линий каждого из компонентов, как правило, прямо пропорциональна его концентрации. В растворах эта пропорциональность иногда нарушается из-за межмолекулярного взаимодействия, которое изменяет симметрию молекулы и производную ее полшзизуемости dajdQi, что оказывает влияние на интенсивность комбинационных линий. Сильное изменение частоты, интенсивности и ширины линий комбинациО Н НОго рассеяния света (так же как и полос ИК-спектра поглощения) наблюдается, например, при образовании межмолекулярной водородной связи в индивидуальных жидкостях (вода, спирты и др-), а также в растворах. [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...