Поглощения процессы свободно-связанные

Фотоэффект как один из процессов взаимодействия фотона с электроном. В основе фотоэффекта (как внешнего, так и внутреннего) лежит элементарный акт поглощения фотона электроном, в результате чего энергия электрона увеличивается. Правда, этот акт не исчерпывает процесса фотоэффекта. Рассматриваемый процесс включает в себя также поведение электрона после того, как произошло поглощение фотона. Существенно, что поглотить фотон электрон может лишь при условии, что первоначально он находится в связанном состоянии (в атоме, молекуле, твердом теле). Поглощение фотона свободным электроном запрещено законами сохранения энергии и импульса. [c.156]

Согласно квант, теории, С. с. возникает при квантовых переходах между двумя совокупностями уровней энергии, из к-рых, по крайней мере, одна принадлежит к непрерывной последовательности уровней. Примером может служить С. с. атома И, получающийся при переходах между дискр. уровнями энергии с разл. значениями гл. квантового числа п и непрерывной совокупностью уровней энергии, лежащих выше границ ионизации (свободно-связанные переходы) в поглощении С. с. соответствует ионизации атома Н (переходы эл-на из связанного состояния в свободное), в испускании — рекомбинации эл-на и протона (переходы эл-на из свободного состояния в связанное). При переходах между разными парами уровней энергии, принадлежащими к непрерывной совокупности уровней (свободно-свободные переходы), также возникают С. с., соответствующие тормозному излучению при испускании и обратному процессу при поглощении. Переходы же между разными парами дискрет, уровней энергии создают линейчатый спектр (связанно-связанные переходы). [c.716]

В виртуальных процессах продолжают действовать ограничения, связанные с сохранением различных зарядов, странности и шарма, но не действуют ограничения по энергии и импульсу. Поэтому виртуально могут идти эндотермические реакции ниже порога, а также многие процессы, которые реально не могут идти ни при каких энергиях. Например, свободный электрон не может поглотить (или испустить) фотон, потому что при этом не могут быть одновременно соблюдены законы сохранения энергии и импульса. Это особенно просто увидеть, воспользовавшись равноправием всех инер-циальных систем координат и записав баланс энергии в системе, где электрон покоится после поглощения фотона, т. е. где до поглощения импульс р электрона равен и противоположен импульсу k фотона [c.316]

Самым важным является первый фактор. Если соответствующий узлу процесс не может идти за счет сильных взаимодействий, а обусловлен только электромагнитными или слабыми взаимодействиями, то этот узел возникает с малой вероятностью, т. е. редко. Поэтому наиболее вероятным механизмом любого процесса будет такой, который связан с минимальным числом каких-то элементарных узлов. Классическим примером такой ситуации является взаимодействие электронов и фотонов. Элементарный узел здесь соответствует виртуальному испусканию или поглощению фотона заряженной частицей, как это изображено на рис. 7.9. Вероятность этого процесса невелика, потому что он обусловлен не сильным, а электромагнитным взаимодействием. Малость этой вероятности проявляется в том, что электрону редко удается испустить второй виртуальный фотон до поглощения первого. Например, амплитуда вероятности процесса, изображаемого диаграммой рис. 7.10, примерно в 100 раз меньше амплитуд вероятности процессов, изображенных на рис. 7.9, так что отношение самих вероятностей имеет порядок 10 . Отсюда следует, что повторное испускание виртуального фотона свободным электроном, как правило, происходит примерно так, как это изображено на рис. 7.11. Поэтому, в частности, два электрона при столкновении успеют обменяться только одним фотоном (рис. 7.12). Амплитуда же процесса, соответствующего обмену двумя фотонами (рис. 7.13), будет меньше на два порядка, ибо эта диаграмма имеет два дополнительных узла. Следовательно, с хорошей точностью можно считать, что взаимодействие двух электронов, и вообще электромагнитное взаимодействие двух заряженных частиц, происходит путем переброски одного виртуального фотона. Символически это можно записать путем диаграммного равенства (рис. 7.14). [c.321]

В процессе эволюции растения выработали совершенный аппарат фотосинтеза, позволяющий за счет энергии Солнца, поглощенной хлорофиллом (основным пигментом растений), превращать углекислоту и воду в органические вещества и получать из связанного кислорода свободный. Так, стабилизируя количество углекислоты в атмосфере, растения накапливают солнечную энергию, являясь ее гигантским аккумулятором. [c.46]

К особому виду коррозии с поглощением кислорода относится коррозия иод слоем осадка — местная точечная коррозия, поражающая обычно металлы, находящиеся под слоем различного рода отложений. Этот процесс связан с перепадами концентрации растворенного в воде кислорода при переходе от одной точки к другой по всей поверхности металла находящийся иод слоем осадка металл становится анодом по отношению к участку, свободному от отложений, который получает значительно больше кислорода. В результате образуется слой продуктов коррозии, а металл под осадком переходит в раствор. Этот вид коррозии встречается в трубчатых конденсаторах и холодильниках при горизонтальном расположении труб такая коррозия наблюдается чаще, чем при вертикальном. Конденсаторы и холодильники, по которым проходит загрязненная вода (особенно с малой скоростью), при наличии условий, благоприятных для развития обрастаний, также подвержены коррозии иод слоем осадка. [c.22]

Возбуждение высших оптических гармоник лазерного излучения — многофотонное рэлеевское рассеяние света атомом — реализуется в результате двух различных процессов в зависимости от интенсивности лазерного излучения. В области субатомной интенсивности возникает многофотонное поглощение электрона за счет связанно-связанных, связанно-свободных и свободно-свободных переходов с последующей релаксацией электрона в исходное основное состояние атома, впервые обнаруженное в работе [1.20]. При этом возникает релаксационное излучение с частотой Кш, где номер возбуждаемой гармоники К может достигать величины в несколько десятков единиц (эта граница не носит принципиального характера она определяется рядом практических причин). Отметим, что этот процесс является конкурирующим к процессу многофотонной ионизации атома. [c.23]

Рассмотрим теперь такие процессы испускания и поглощения фотона, в которых не участвуют свободные электроны, т. е. электроны являются связанными как до, так и после взаимодействия. Соответствующее рассеяние рассматривалось в 4.16, и специальный случай будет обсуждаться в 4.17.4. [c.142]

Такая форма записи полезна в случае, когда можно пренебречь рассеянием, а поглощение целиком определяется фотоэлектрическим процессом (связанно-свободными переходами). При этом И (поглощение) и знаменатель подынтегральной функции [c.384]

Процесс нагрева (охлаждения), при котором металл переходит из одного агрегатного состояния в другое, связан с поглощением или выделением тепла. По второму закону термодинамики все превращения, самопроизвольно протекающие в природе, вызываются стремлением системы к переходу из неустойчивого состояния в более устойчивое, с меньшим запасом свободной энергии. С изменением внешних условий, например, с повышением или понижением температуры, свободная энергия системы изменяется различно для веществ, находящихся в жидком и твердом состоянии. В системе [c.37]

Кинетика абсорбции, сопровождаемой химической реакцией (хемосорбция). Химическая реакция, сопровождающая процесс абсорбции, может оказывать существенное влияние на кинетику процесса. При этом скорость процесса абсорбции определяется не только интенсивностью массопереноса, но также и скоростью протекания химической реакции. Если реакция идет в жидкой фазе, то часть газообразного компонента переходит в связанное состояние. При этом концентрация свободного (т. е. не связанного с поглощенным газом) компонента в жидкости снижается, что приводит к ускорению процесса абсорбции по сравнению с абсорбцией без химического взаимодействия фаз, так как увеличивается движущая сила процесса. В общем случае скорость хемосорбции зависит как от скорости реакции, так и от скорости массопереноса между фазами. В зависимости от того, какая скорость определяет общую скорость процесса переноса массы, различают кинетическую и диффузионную области процессов хемосорбции. [c.53]

Ф. 3. второго типа обусловлены асимметрией элементарных процессов фотовозбуждения носителей, их рассеяния и рекомбинации. Эти Ф. э. не требуют образования пар свободных носителей и наблюдаются как при межзон-ных переходах, так и при возбуждении носителей с примесей и при поглощении света свободными носителями. К этим Ф. э. относятся а) эффект увлечения электронов фотонами, связанный с асимметрией в распределении фотоэлектронов по импульсу, вызываемому передачей им импульса фотонов. В двумерных структурах при оптич. переходах между минизонами фототок увлечения вызван преимуществ, переходами электронов с определ. направлением импульса и может существенно превышать соответствующий ток в объёмны кристаллах. [c.343]

Спектроскопия фотолюминесценции твердых тел методически основана на измерении спектра вторичного свечения при фиксированном спектральном составе возбуждающего света и на измерении спектра возбуждения фотолюминесценции, когда приемник регистрирует вторичное излучение в узком спектральном интервале и измеряется зависимость сигнала от частоты возбуждающего света. В первом методе измеряемый спектр определяется главным образом силой осциллятора и временем жизни излучающих состояний, энергетически расположенных вблизи края фундаментального поглощения, и косвенно процессами энергетической релаксации горячих возбужденных состояний. Во втором методе в первую очередь получается информация о спектре и силе осциллятора (но не о времени жизни) электронных возбуждений в энергетической области выше края поглощения. Вклад в фотолюминесценцию полупроводников могут вносить различные механизмы излучательной рекомбинации, такие как зона—зона , зона—примесь , донор—акцептор , с участием фонона, излучение свободных, связанных или локализованных экситонов, а также экситон-поляритонная и биэкситонная рекомбинации. Фотолюминесценция структур с квантовыми ямами имеет свои характерные особенности. В частности, низкотемпературная люминесценция нелегированных квантовых ям обычно связывается с излучательной рекомбинацией экситонов, локализованных на шероховатостях интерфейсов и флуктуациях состава. Дело в том, что в реальности интер- [c.134]

Поглощение свободными носителями. Поглощение фотонов может быть связано с переходами электронов (или дырок) с уровня на уровень в пределах одной и той же разрешенной зоны (рис. 9.4). Поглощение, связанное с этим процессом, наблюдается за краем собственного поглощения при достаточно больших концентрациях коснтелсй заряда в полупроводниках. Оно плавно возрастает с 310 [c.310]

Наиболее распространенные процессы излучения и поглощения света в среде атомных и молекулярных частиц обусловлены переходами между их электронными состояниями и могут быть подразделены на три типа 1) свободно-свободные переходы (тормозное излучение и поглощение света при рассеяние электронов на атомах и ионах, сплошной спектр) 2) связанно-свободные переходы (фотоионизация атомов и молекул и фоторекомбинация электронов на ионах и нейтральных частицах, сплошной спектр) и 3) связанно-связанные (дискретные) переходы (линейчатый спектр атомов и полосатый спектр молекул). [c.794]

Как только плазма возникла, в ней начинает поглощаться лазерное излучение (обычно этому соответствуют температуры 5000-4- 12000 К). Поглощение в плазме обусловлено обратным тормозным эффектом, при котором свободный электрон погло щает фотон. Электрон переходит в более высокое энергетическое состояние непрерывного спектра. Для сохранения количества движения этот процесс должен происходить в поле иона,, атома или молекулы. На начальных стадиях пробоя число ионов мало, а температура газа остается низкой. Взаимодействие электрона с излучением происходит в этом случае в поле нейтрального атома или молекулы. Коэффициент поглощения связанный с обратным тормозным эффектом в системе, состоящей из нейтрального атома и свободного электрона, вычислен, например, для нейтрального водорода (в единицах СГС) [29] [c.103]

Влага в материалах имеет три основные формы связи с твердым каркасом химическую (химически связанная влага при сушке не удаляется), физико-химическую (адсорбционно-связанная вода, осмотически связанная" вода) и физико-механическую (капиллярно-связанная вода). Помимо этого, учитывается вода, свободно удерживаемая и захваченная при формировании тела в процессе его увлажнения, а также вода, поглощенная материалом при непосредственном соприкосновении. [c.358]

Экситоны. Как уже указывалось, при возбуждении собственной фотопроводимости электроны из валентной зоны перебрасываются в зону проводимости и становятся свободными. Однако возможно и иное течение процесса, когда возбужденный электрон не разрывает связи с дыркой, возникающей в валентной зоне, а образует с ней единую связанную систему. Такая система была впервые рассмотрена Я. И. Френкелем и названа им экситоном. Экситон сходен с атомом водорода в обоих случаях около единичного положительного заряда движется электрон и энергетический спектр является дискретным (рис. 12.9). Уровни энергии экситоиа располагаются у дна зоны проводимости. Так как экситоны являются электрически нейтральными системами, то возникновение их в полупроводнике не приводит к появлению дополнительных носителей заряда, вследствие чего поглощение света не сопровождается увеличением проводимости полупроводника. При столкновении же с фоноиами, примесными атомами и другими дефектами решетки экситоны или рекомби-иируют, или разрываются . В первом случае возбужденные атомы переходят в нормальное состояние, а энергия возбуждения передается решетке или излучается в виде квантов света во втором случае образуется пара носителей — электрон и дырка, которые обусловливают повышение электропроводности полупроводника, [c.327]

При связанно-свободных переходах электро-iioB в атомных системах происходят захват свободных электронов ионами ионизированной среды (процесс фоторекомбинации) и возникающее вследствие этого пс-пусканне кванта. Так как свободный электрон мо.жет обладать произвольной энергией, то согласно (1-15) при его переходе в связанное состояние может испускаться любая частота и спектры связанно-свободных переходов являются поэтому непрерывными. Обратный процесс перехода электрона из связанного в свободное состояние происходит при поглощении кванта и носит название фотоионизации. [c.25]

Другой механизм поглощения, также имеющий место в большинстве веществ, связан с нелинейным взаимодействием звуковой волны и тепловых колебаний крн-сталлич. решётки, т. е. с взаимодействием звуковых и тепловых фононов. Такое П. з. поэтому часто наз. решёточным или фононным . Оно проявляется на ВЧ в достаточно чистых и бездефектных кристаллах. В зависимости от частоты и соотношения длины волны УЗ и длины свободного пробега тепловых фононов в кристалле (определяемой темп-рой) рассматриваются разл, модели фононного поглощения. На сравнительно низких частотах действует т. н. механизм Ахиезера. Он заключается в том, что звуковая волна, представляющая собой когерентный пучок фононов, нарушает равновесное распределение тепловых фононов, и вызванное ею перераспределение знергпи между фононами приводит к необратимому процессу диссипации энергии. Этот механизм имеет релаксац. характер, причём роль времени релаксации играет время жизни фюпо-на, равное т 1/с 3-к1сус , где I — длина свободного пробега фонона, с — средняя скорость звука. В этом случае коэф. П. з. [c.658]

При сушке влажных материалов влияние объемного испарения на процесс тепло- и массообмена, очевидно, будет меньше по сравнению с испарением жидкости со свободной поверхности. Однако интенсификация теплообмена эффектами очагового испарения будет, очевидно, больше. Это объясняется тем, что в капиллярно-пористых телах происходят Процессы сорбции и десорбции иа поверхно стях макро- и микро-капилляров. Важно здесь отметить то об стоятельство, что внешний тепло- и массообмен влажных материалов неразрывно связан с физикохимическими Процессами на поверхности капиллярно-пористого тела. Основньим фактором, влияющим на тепло- и массообмен влажных капиллярно-пористых тел с нагретым газом, является углубление поверхности испарения. Испарение жидкости происходит не на внешней поверхности тела, а на некоторой глубине внутри тела. Таким образом, тепло- и массообмен поверхности тела с окружающей средой должен рассматриваться как сочетание теило- и массопереноса в пограничном слое влажного воздуха и в пограничном слое капиллярио-порисгого тела (зона испарения). Параметрический критерий Т П а в формуле (3) отображает повышение интенсивности объемного испарения за счет поглощения инфракрасных лучей капельками жидкости. [c.29]

Среди неразрушаюш,их механизмов оптической генерации звука наиболее универсальным является термоупругий, связанный с деформацией кристалла при его оптическом нагреве. Поглощенная оптическая энергия в процессе термализации частично передается в акустическую подсистему твердого тела, распределяясь между когерентными и случайными волновыми движениями решетки. При термоупругой генерации звука источники акустических волн являются объемными — возбуждение акустических волн происходит во всей области нагрева. Поэтому термоупругая генерация акустооптических импульсов описывается неоднородным волновым уравнением. В простейшей ситуации, когда лазером облучается свободная поверхность полупространства 2 0 (рис. 3.34), в кристалле возбуждаются только плоские продольные волны для колебательной скорости имеем уравнение [c.161]

Обратим внимание на то, что двухфотонное поглощение описывается мнимой частью X и поэтому может быть источником четырехволнового процесса непосредственно, а не Только через шестифотонные процессы, связанные с тепловьщелением или генерацией свободных носителей. [c.17]

Для того чтобы продемонстрировать основные особенности процесса формирования заряда в ФРК, связанные с контактными явлениями, будем считать, что кристалл имеет полностью блокирующие электроды, когда электроды не инжектируются в кристаллах, но свободно переходят из кристалла в электрод. Это приводит к граничному условию л = 0прих = 0(л — плотность свободных электронов, ах — координата поверхности кристалла, на которой расположен электрод, находящийся под отрицательным потенциалом). Кроме того, для простоты предположим, что кристалл однородно освещается слабо поглощающимся записывающим светом, так что поглощением можно пренебречь (а 0). Как будет показано в разделе 7.1, основные результаты, полученные здесь для случая однородного освещения, могут быть применены при рассмотрении процесса записи изображения в фоторефрактивных ПВМС. [c.67]

Первые попытки применения квантово-механической теории энергетического состояния электронов в диэлектриках и полупроводниках к интерпретации фотохимических и фотоэлектрических явлений в щелочно-галоидных кристаллах принадлежат П. С. Тар-таковскому [71]. На основе имевшихся в то время экспериментальных данных и общих соображений об энергетических уровнях в кристаллах Тартаковским впервые была построена схема энергетических уровней для ряда щелочно-галоидных соединений с учетом локальных электронных состояний различных центров окраски. Анализируя электронные переходы между различными уровнями энергии кристалла, можно было объяснить ряд оптических и фотоэлектрических свойств окрашенных кристаллов ще-лочно-галоидных соединений с единой точки зрения. Однако в отличие от полупроводников, для которых свет в области их фундаментального поглощения является фотоэлектрически активным, в щелочно-галоидных кристаллах не наблюдается внутреннего фотоэффекта под действием света в области первой полосы собственного поглощения. По этой причине попытки применения зонной теории к толкованию всей совокупности явлений, связанных с собственным поглощением, фотопроводимостью и люминесценцией щелочно-галоидных кристаллов наталкивались на существенные затруднения. Некоторые фундаментальные экспериментальные факты относительно свойств окрашенных щелочно-галоидных кристаллов не получили объяснения ни в энергетической схеме Тарта-ковского, ни в подобных более всеобъемлющих схемах, предлагавшихся позднее. В частности, оставалась совершенно непонятной сама возможность образования в кристалле столь устойчивой окраски под действием света или рентгеновых лучей, какая в действительности наблюдается у щелочно-галоидных кристаллов. В самом деле, при образовании в процессе фотохимического окрашивания свободных электронов, локализующихся затем на уровнях захвата, в верхней зоне заполненных уровней энергии должны образоваться свободные положительные дырки. Вследствие диффузии этих дырок в верхней зоне заполненных уровней вероятность их рекомбинации с электронами, локализованными в центрах окраски, должна быть достаточной, чтобы кристалл быстро обесцветился даже в темноте. Между тем, известно, что окраска кристалла весьма устойчива и сохраняется в темноте очень продолжительное время. Возможность локализации положительных дырок в предлагавшихся квантово-механических моделях не рассматривалась. [c.30]

Тот факт, что при облучении получаются свободные радикалы, которые живут достаточно долго в оргашхческом веществе, следует из опытов по облучению смесей. Если бы процесс возбуждения и разрушения каждой молекулы ограничивался участием только одной этой молекулы, то химический эффект для каждой из компонент смеси зависел бы только от ее концентрации и не был бы связан со свойствами других компонент. Бы.ло обнаружено, однако, что разбавленный раствор холесте-рола в хлорированных растворителях разлагается под действием излучения значительно быстрее, чем его раствор в каком-нибудь масле. Повидимому, в разрушении молекул стирола играет роль энергия, поглощенная хлорированным растворителем. Это можно понять, если допустить, что при облучении образуются свободные радикалы, которые в растворе более энергично вступают в реакцию с молекулами стирола, нежели с молекулами растворителя. В нехлорированыом растворителе связи молекул растворителя имеют такой же характер, как и в молекулах стирола, и потому селективности отдельных компонент не наблюдается. [c.234]

С процессом нелинейной ионизации атомов тесно связан процесс бозбуждения высоких гармоник ионизующего излучения. В обоих случаях атом-ный электрон приобретает энергию, поглощая фотоны внешнего поля и, в конечном счете, либо остается в возбужденном связанном, или свободном состоянии, либо релаксирует в исходное состояние, испуская рекомбинаци-онное излучение с частотой О = Кш, где Сс — частота внешнего поля. При этом процесс поглощения электроном энергии от внешнего поля и процесс релаксации могут быть как единым квантово-механическим процессом, так и независимыми процессами. Второй случай реализуется в сильном внеш-нем поле, когда амплитуда колебаний свободного электрона в поле волны превышает размер атома. При этом электрон, вырванный из атома, является свободным (см. разд. 7.5), и при благоприятных условиях он может вернуться к атомному (ионному) остову и столкнуться с ним (разд. 3.5, 7.5, 9.3). Может произойти и рекомбинация электрона с ионом, сопровождаемая рекомбинационным излучением. Частота рекомбинационного излучения, т.е. частота высшей гармоники основного излучения может быть при этом весьма велика. Как показывают эксперименты, речь идет об увеличении частоты в несколько сотен раз. [c.293]

Пока наше исследование относилось к установившемуся режиму колебаний, возбуждаемых некоторым исаочником, и следовахельно, мы не могли сказать, что о"г есть коэффициент затухания, определяющий реверберацию. Как мы увидим вскоре, коэффициент затухания (и связанный с ним коэффициент поглощения поверхности а) для свободных колебаний стоячих волн определяется, если положить ш = Зупри решении уравнения для и идг. Ввиду того 410 0 также зависит от ш, это приводит к расчёту при помощи ряда последовательных прибли-/кений, пз которого находится правильное значение величин о и а, применяемых для описания переходных процессов. [c.465]

В рамках квантовомеханических представлений, как будет показано ниже, индуцированное излучение электронных пучков обусловлено неэквидистантностью спектра энергий электрона (как и в строго квантовой системе — лазере на связанных электронах ) и эффектом отдачи, которую испытывает электрон при излучении или поглощении им внешнего фотона. В лазерах на свободных электронах (ЛСЭ) неэквидистантность спектра энергий мала, вследствие чего в такой системе практически всегда задействованы три уровня энергии, т. е. возможны переходы из начального состояния как вниз (с излучением фотона), так и вверх (с поглощением фотона). Частоты этих переходов отличаются друг от друга незначительно (их разность пропороцио-нальна величине порядка Н(о1Е), в то время как в случае лазеров на связанных электронах такие частоты переходов существенно разные. Вследствие указанной особенности энергетического спектра в ЛСЭ процессы индуцированного излучения и поглощения оказываются неотделимыми друг от друга при Н(д/Е—И), что указывает на классическую природу эффекта в случае ЛСЭ. [c.162]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...