Неупругое рассеяние атомов и молекул

НЕУПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ [c.171]

Неупругое рассеяние атомов и молекул 171—174 [c.547]

НЕЙТРОНОГРАФИЯ — совокупность методов исследования структуры и свойств вещества с помощью рассеяния нейтронов низких энергий (< 1 эВ). Длина волны де Бройля медленных нейтронов соизмерима с межатомными расстояниями в конденсир. средах, что позволяет изучать взаимное расположение атомов (см. Нейтронография структурная). Масса и кинетич. энергия нейтрона соизмеримы с массой атома и энергией межатомных взаимодействий в веществе, что позволяет с помощью неупругого рассеяния нейтронов исследовать динамич, свойства отд. атомов и молекул в среде. Магн. момент нейтрона взаимодействует с магн. моментами атомов, что позволяет по интенсивности и поляризации магн. рассеяния определять величины магн. моментов атомов, их взаимное расположение и ориентацию, динамич. свойства (см. Магнитная нейтронография). Н. применяется для исследования структурных, динамич. и магн. свойств практически всех известных форм конденсир. состояния вещества, от простых жидкостей и кристаллов до биологических макромолекул. [c.284]

Рассмотреть одномерный набор атомов в виде правильно расположенных молекул АВ, причем расстояние между атомами А и В в молекуле составляет одну треть расстояния между центрами молекул. С интервалами примерно в Г с каждая молекула сталкивается концами с другой молекулой (время удара очень коротко в сравнении с Т). Корреляция между соударениями соседних молекул отсутствует. Найти интенсивности упругого и неупругого рассеяния от такой совокупности молекул, а также энергетические изменения, которые будут наблюдаться, если возможно достаточное разделение энергий. [c.168]

Электроны во внешних оболочках атомов, молекул, кристаллических структур или электроны в плазме могут осуществлять неупругое рассеяние электромагнитного излучения на молекулярных колебаниях, на оптических и акустических колебаниях кристаллов или на других возбужденных состояниях твердых тел и плазменных систем. Если коэффициент усиления принимает достаточно большие значения, то всегда присутствующие оптические потери могут быть скомпенсированы, и тогда становится возможным переход от спонтанного к вынужденному рассеянию при этом свойства рассеянного излучения качественно изменяются (ср. ч. I, разд. 4.21). Вынужденное комбинационное рассеяние может быть обнаружено на большом числе частиц, квазичастиц и возбужденных состояний и влечет за собой большое многообразие явлений [3.1-10,3.1-11]. В дальнейших рассуждениях данного раздела будет рассмотрен эффект комбинационного рассеяния на колебаниях молекул, комбинационное рассеяние на длинноволновых оптических фотонах н на фонон-поляритонах, а также комбинационное рассеяние, связанное с процессами переворачивания спинов электронов в полупроводниках. [c.350]

При прохождении луча света через прозрачное однородное вещество — газ, чистую жидкость или совершенный кристалл — небольшая часть световой энергии рассеивается во все стороны из-за атомной структуры вещества. При низких температурах и при неучете квантовых флуктуаций атомы неподвижны, и свет при рассеянии изменяет лишь направление распространения (упругое рассеяние), а при высокой температуре тепловое движение атомов модулирует рассеиваемый свет, и поэтому изменяется не только направление, но и частота света (неупругое рассеяние). В результате частотный спектр рассеянного света повторяет со сдвигом в оптическую область спектр теплового движения вещества. Например, при обычном комбинационном рассеянии (КР) спектр рассеянного света состоит из нескольких дискретных компонент, отстоящих от частоты падающего света на величину, равную частоте одного из нормальных колебаний атомов в молекуле. Как правило, при КР частотный сдвиг не превышает нескольких процентов. [c.14]

Для нейтронов низкой энергии, т. е. - 1 или ниже, возбуждение ядра как целого, конечно, невозможно при рассеивающем столкновении. Однако ядро (или атом), связанное в молекуле, находится в системе, которая имеет дискретные квантовые энергетические состояния, обусловленные колебаниями атомов в молекуле и вращением молекулы как целого. При столкновении нейтрона. даже низкой энергии, с ядром, связанным в молекуле, или с молекулой как целым могут произойти изменения колебательных или вращательных (или обоих) квантовых состояний из-за потери или приобретения энергии. Такое столкновение можно было бы, таким образом, описать как неупругое рассеяние. При упругом рассеянии низкоэнергетического нейтрона колебательные и вращательные энергетические уровни молекулы не меняются, но молекула как целое испытывает отдачу, так что выполняется закон сохранения энергии и импульса. Однако, в связи с тем что молекула имеет кинетическую (тепловую) энергию, для нейтрона существует возможность приобрести энергию при упругом рассеянии. [c.251]

Холодные нейтроны используютси для изучения медленных диффузионных движений атомов и молекул в разл. средах, а также для исследоваиия белковых макромолекул, полимеров, микродефектов п микроне-однородностей в растворах и сплавах (см. Нейтронография структурная. Неупругое рассеяние иейтрокое). [c.278]

С помощью Э. в. осуществляется взаимодействие положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов в атомах и молекулах. Тем самым Э. в. определяет (на основе законов квантовой механики) возможность устойчивого состояния таких микроскопич. систем. Размеры и существ, образом определяются величиной электрич. заряда электрона (так, Бора радиус равен где —масса электрона). Эл.-магн. природу имеют фотоэффект, явления ионизации и возбуждения атомов среды быстро движущимися заряж. частицами, процессы расщепления ядер фотонами, реакции фоторождеиия мезонов, радиационные (с испусканием фотонов) распады элементарных частиц и возбуждённых состояний ядер, упругое и неупругое рассеяние электронов и мюонов на ядерных мишенях и т. п. [c.540]

Движение атомов и молекул в конденсиров. средах описывается с помощью квазичастиц, в частности фю-нонов. Неупругое когерентное рассеяние нейтронов на ядрах, сопровождающееся рождением или уничтожением одного фонона, позволяет изучать его св-ва — дисперсии закон 8 (р) (8 — энергия квазичастицы, — её квазиимпульс), время жизни и характер вз-ствия с др. квазичастхщами. Маг-ноны исследуются с помощью неупругого когерентного магн. рассеяния. [c.457]

ДИФРАКЦИЯ Атомов и МОЛЁКУЛ (от лат. diffra -tus — разломапный, преломлённый) — рассеяние пучка молекул на частицах газа или на поверхности твёрдого тела с немонотонной зависимостью иптепсивпости рассеяния от его направления. Определяется потенциалом взаимодействия и распределениями по начальным и конечным состояниям рассеиваемых и рассеивающих объектов. Д. а. и м.— квантовомеханич. явление, включившее в себя упругие н неупругие компоненты. [c.662]

Магнитное неупругое рассеяние. Магн. рассеяние нейтронов обусловлено взаимодействием магн. момента нейтрона с магн. моментами электронных оболочек атомов, молекул, электронов нроводимости в металлах и [c.345]

В случае рентгеновских лучей основной вклад в поглощение происходит за счет возбуждения электронов внутренних оболочек атомов, и, таким образом, за исключением непосредственной близости длин волн падающего пучка и края полосы поглощения, вклад этот очень незначительно зависит от того, соединены ли атомы в молекулы или образуют жидкость или твердое тело. В случае электронов, однако, в наиболее важных процессах неупругого рассеяния принимают участие наружные электронные оболочки, и энергетические потери лежат в пределах от О до 50 эВ. Таким образом, коэффициенты поглощения сильно зависят от природы связи или ионизации атомов. Для твердых тел важный вклад в коэффициент поглощения создается за счет рассеяния на плазмонах, за счет обра- [c.92]

В заключение следует отметить, что сечение рассеяния связанного ядра оказывается больше, чем сечение рассеяния свободного ядра. Причина этого очевидна из следующих рассмотрений. Для свободного атома нейтроны рассеиваются изотропно в системе центра инерции нейтрона и изолированного рассеивающего атома. Если атом связан в молекуле, так что молекула как целое испытывает отдачу при упругом рассеянии, а неупругое рассеяние отсутствует, то рассеяние нейтрона вновь будет изотроп ным в системе центра инерции. Но последняя система включает в себя теперь нейтрон и молекулу, содержащую рассеивающий атом. Если масса молекулы относительно веника [c.251]

На электронограммах, получаемых от молекул газов, а также паров оксидов, галогенидов и др. соединений, дифракц. пучки образуют диффузные кольцевые ореолы, диаметры и интенсивность к-рых определяются расположением атомов в молекуле и дифракц. хар-ками атомов (их ат. амплитудами упругого и неупругого рассеяния). Методы газовой Э. позволяют определять структуры молекул с числом атомов до 10—20, а также характер их тепловых колебаний в широком интервале темп-р. Аналогичным методом проводят анализ ат. структуры ближнего порядка (см. Дальний и ближний порядок) в аморфных телах, стёклах, жидкостях. [c.892]

При Р, с. отдельными молекулами, в отличие от Р. с. атомами, в спектре рассеяния появляются новые, соседние с несмещённой, линии. Неупругое Р. с. молекулами наз. комбинационкшж рассеянием света (эффектом Рамана). Классик, теория объясняет это рассеяние внутримолекулярным движением, модулирующим электронную поляризуемость молекул, что приводит к появлению спектральных сателлитов воз-бужда ющей гармоники и вместе с этим меняет интенсивность рассеянного света. Интенсивность сателлитов определяется глубиной модуляции поляризуемости и обычно составляет 10 и менее от интенсивности рэле-евской ЛИВИИ. Причём стоксовы компоненты рассеяния гораздо интенсивнее антистоксовых при темп-рах Г /г со — а к. Смещение линий Дш = со — о/ определяется частотами внутримолекулярных колебаний. [c.279]

Аморфные и квазиаморфные тела, размеры частиц к-рых меньше разрешаемого в электронном микроскопе расстояния, рассеивают электроны диффузно. Для их исследования используются простейшие методы амплитудной Э. м. Напр., в ПЭМ контраст изображения, т. е. перепад яркостей изображения соседних участков объекта, в первом приближении пропорционален перепаду толщин этих участков. Для расчёта контраста изображений кристаллич. тел и решения обратной задачи—расчёта структуры объекта по наблюдаемому изображению—привлекаются методы фазовой Э. м. решается задача о дифракции электронов на кристаллич. решётке. При этом дополнительно учитываются неупругие взаимодействия электронов с объектом рассеяние на плазмонах, фононах и т. п, В ПЭМ и растровых ПЭМ (ПРЭМ) высокого разрешения получают изображения отд. молекул или атомов тяжёлых элементов пользуясь методами фазовой Э. м., восстанавливают по изображениям трёхмерную структуру кристаллов и биол. макромолекул. Для решения подобных задач применяют, в частности, методы голографии, а расчёты производят на ЭВМ. [c.550]

Если фаза рассеянной волны однозначно определяется фазой падающей волны, Р. с. наз. когерентным, в противном случае — н е к о г е-рентным. По ист. традиции Р. с. отд. молекулой (атомом) часто наз. когерентным, если оно рэлеевское, и некогерентным, если оно неупруго. Такое деление условно рэлеевское Р. с. может являться некогерентным процессом так же, как и комбинационное. Строгое решение вопроса о когерентности при Р. с. тесно связано с понятием квантовой когерентности и статистикой излучения (см. Статистическая оптика). Резкое различие в пространств, распределении когерентного и некогерентного рассеянного света обусловлено тем, что при некогерентном Р. с. вследствие нерегулярного, случайного распределения неоднородностей в среде фазы вторичных волн случайны по отношению друг к другу поэтому при интен-ференции не происходит полного взаимного гашения волн, распространяющихся в произвольном направлении. [c.624]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...