Поглощение спектральных линий

Появился ряд новых разделов, например о поглощении спектральных линий. Ширине линий вместо короткого параграфа теперь посвящена целая глава. [c.7]

Излучение и поглощение спектральных линий с классической точки зрения [c.390]

Описание излучения и поглощения спектральных линий с помощью вероятностей переходов [c.393]

Определение вероятностей переходов по излучению и поглощению спектральных линий [c.397]

Для изучения поглощения СВЧ колебаний атомами или молекулами применяют радиоспектроскопы (рис, ЗЛО) [66]. От генератора СВЧ колебаний излучение попадает в поглощающую ячейку, например, объемный резонатор, заполненный исследуемым веществом. Если частота сигнала, подаваемого от внешнего источника, совпадает в резонаторе с резонансной частотой поглощения исследуемого вещества, то происходит поглощение СВЧ излучения, которое приводит к ослаблению сигнала на выходе приемника и к появлению на кривой зависимости поглощаемой мощности от частоты пиков — максимумов поглощения спектральных линий. Исследование резонансных частот, ширины и формы спектральных линий позволяет определить структуру молекул, структуру атомных ядер и строение электронных оболочек атомов, устанавливать характер взаимодействия между атомами и молекулами [c.111]

Классическая теория не дает объяснения эффекта Штарка, как и всякого явления, связанного с излучением и поглощением спектральных линий. Его теория — существенно квантовая и не может быть изложена в этом томе. [c.572]

Наличие естественной ширины спектральной линии вытекает также из квантовой теории. Согласно квантовой теории, атомы (и молекулы) принимают не всевозможные значения энергии, а лишь дискретные, т. е. каждому атому соответствует совокупность значений энергии. Их и принято называть энергетическими уровнями. Отдельные уровни энергии графически изображаются с помощью горизонтальных линий. Расстояния между линиями в вертикальном направлении в выбранных масштабах выражают разность энергий между соответствующими их уровнями. При переходе атомов (или электронов) с верхних уровней на нижние происходит излучение, а при обратном переходе — поглощение. [c.41]

В парах, где атомы расположены на значительных расстояниях друг от друга, зависимость коэффициента поглощения от длины волны представляется в виде совокупности узких спектральных линий, соответствующих частотам собственных колебаний электронов внутри атомов. Подобная зависимость для паров натрия представлена на рис. 11.11. [c.281]

Эффект Зеемана удалось наблюдать и на линиях поглощения обратный эффект Зеемана). Если абсорбирующее вещество, на-.пример пары металла, дающие резкую спектральную линию поглощения ), поместить между полюсами электромагнита, то вид [c.628]

Описанное явление — расщепление спектральных линий в магнитном поле при поглощении — называют обратным эффектом Зеемана. Экспериментальная установка для наблюдения обратного эффекта аналогична установке для изучения прямого эффекта Зеемана (см. рис. 22.1). Однако при этом источник света должен быть вынесен из пространства между полюсами магнита, а на его место помещено поглощающее вещество. [c.109]

Оптическая пирометрия не ограничивается рассмотренными методами. Разработаны специальные спектроскопические методы измерения температур на основе исследования спектральных линий в излучении и поглощении. Эти методы используются для измерения температуры нагретых газов и плазмы. Ввиду их сложности и необходимости специальных знаний из области атомной спектроскопии, эти методы рассматривать не будем. [c.152]

Спектр поглощения или испускания данной атомной системы задается совокупностью значений частот спектральных линий или полос, а также распределением интенсивностей. [c.226]

Монохроматичность лазерного излучения исключительно высока. Поглощение и испускание атомной системы характеризуются некоторым интервалом частот, который называется шириной спектральной линии (или полосы). У лазерного излучения этот интервал чрезвычайно узок, что и определяет его высокую монохроматичность. [c.280]

Вторая причина связана с тем, что в действительности атомы не покоятся (до испускания или поглощения фотона), а все время находятся в тепловом движении. Это приводит к эффекту Доплера, обусловливающему доплеровскую ширину спектральной линии [c.205]

Прямой метод проверки результатов теории, развитой Бете состоит в изучении спектра солей, содержащих магнитные ионы. Обычно это приходится делать при низких температурах, так как тепловые колебания приводят к расширению спектральных линий. Кроме того, линии поглощения, соответствующие уровням выше основного, при низких температурах исчезают, так что прп этом появляется возможность разделить разные уровни. [c.394]

Следовательно, при гармоническом изменении дипольного момента молекулы в ее ИК-спектре появится одна линия (полоса) с частотой V. Фаза колебаний молекулы совпадает с фазой излученной или поглощенной электромагнитной волны. Интенсивность спектральной линии будет пропорциональна квадрату произведено, где величина (- - имеет размерность заря- [c.98]

Для выбора оптимальных условий записи спектров при градуировке спектрометра часто применяют следующий способ. По эталонному спектру поглощения проводят оценку полуширины наиболее узкой полосы поглощения. Спектральную ширину щели берут приблизительно равной Д полуширины полосы. После вычисления и установки рабочей ширины щели подбирают усиление регистрирующей схемы с таким расчетом, чтобы во время записи перо самописца не выходило за пределы шкалы. Затем устанавливают приемлемый уровень шумов путем подбора постоянной времени усилителя. Скорость сканирования определяют таким образом, чтобы время записи наиболее узких линий поглощения было равно 10—20 т. Правильность выбора условий записи контролируют сравнением качества записанного и эталонного спектров. [c.150]

К однородным видам уширения относятся естественное уширение (см. задачу 17) и уширение, обусловленное соударениями атома с другими атомами, ионами, электронами и со стенками сосуда. При однородном уширении контур спектральной линии излучения всегда совпадает с контуром линии поглощения и имеет так называемую дисперсионную форму, характерную для затухающего осциллятора [c.286]

Распределение атомов по центральным частотам vo, определяющее неоднородную часть уширения, характеризуется функцией Я(vo—Vo), где vo — центральная частота этого распределения. В результате контур спектральной линии излучения всей совокупности атомов и совпадающий с ним контур линии поглощения могут быть получены путем свертки функций К и Я [c.287]

Число переходов между уровнями / и 2 за время й1, сопровождающихся излучением или поглощением кванта с частотой в спектральном интервале V, v + (iv, определяется следующими соотношениями, обобщающими (6.1) — (6.3) на случай конечной ширины спектральных линий [c.288]

Частотную зависимость мощности излучения (а также поглощения) называют спектральной линией. Проведя прямую параллельно оси абсцисс на уровне половины максимальной мощности, получают так называемую полуширину Д спектральной линии (рис. 16.1,5). [c.215]

Высокая вероятность индуцированных излучательных переходов по отношению к общему числу переходов, что отвечает малой ширине спектральной линии излучения. При этом получается большой квантовый выход — отношение числа излученных на частоте рабочего перехода фотонов к числу поглощенных фотонов источника накачки. [c.218]

Излучение происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией поглощение света, как мы указали, связано с обратным переходом. Так как нормально атом находится в состоянии с наименьшей энергией, то. следовательно, атом может поглощать свет только тех длин волн. которые совпадают с длинами волн спектральных линий, возникающих при переходе атома с более высоких уровней на нормальный, т. е. линий главной серии. Это, как уже отмечалось, действительно и подтверждается на опыте. [c.16]

Экспериментальное изучение спектров испускания дает в первую очередь следующие сведения длины волн или частоты спектральных линий, их интенсивности и внешний вид (резкость, размытость и т. д.). Сюда можно прибавить целый ряд других факторов, которые экспериментально также можно изучить характер спектра поглощения, влияние на линии внешнего магнитного поля (эффект Зеемана), вероятности переходов и т. д. По этим данным и требуется выделить группы линий, принадлежащих к отдельным сериям, и найти численные значения термов. [c.74]

Величина, стоящая в выражении (3) слева, обычно называется полным поглощением и обозначается прямой буквой А. ) Очевидно, А может быть измерено, если измерен поток, приходящийся на рассматриваемую спектральную линию, до поглощения и после того, как он поглотился в слое паров толщиной I. [c.399]

Поскольку поглощение А может быть непосредственно измерено, формула (5) позволяет найти значение Необходимо только проверить, чтобы в пределах всей спектральной линии соблюдалось условие [c.399]

До сих пор мы считали излучение строго монохроматичным, однако в действительности спектральные линии имеют конечную ширину. Поэтому под интенсивностью линии следует рассматривать интегральную интенсивность, распространенную на всю ширину линии. Ограничимся случаем допплеровского контура линии причем будем считать, что как линия испускания, так и линия поглощения имеют одинаковый контур. Тогда по формуле (12) 70 коэффициент поглощения можно представить в виде [c.415]

Экспериментальный материал, относящийся к ширине и контуру спектральных линий, а также их сдвигу, чрезвычайно обширен. Большое число работ относится к расширению линий поглощения под влиянием посторонних газов при больших давлениях, достигающих десятков и сотен атмосфер [35-38j указывалось выше, такие расширения обусловлены особенностями взаимодействия частиц, и поэтому мы не будем на них останавливаться. Рассмотрим в качестве примера лишь результаты нескольких экспериментальных исследований ширины и сдвига линий испускания, связанных с общими теоретическими выводами. [c.506]

Коэффициент поглощения пара или газа в пределах ширины спектральной линии выражается такой же функцией от частоты v, как и распределение интенсивности в линии испускания, при одинаковых причинах расширения. Например, для смешанного допплеровского и дисперсионного контуров имеем ( 84) [c.514]

Введенные в пламя атомы натрия вследствие теплового возбуждения испускают желтый D дублет натрия с длинами волн Na д = 0,589-f-0,6 мк, который рассматривается через спектроскоп на фоне абсолютно черного тела или другого эталонного источника излучения. Если яркость черного тела выше яркости пламени, то спектральная линия окрашивающего металла будет наблюдаться в поглощении, если, наоборот, яркость пламени выше яркости абсолютно черного тела, то эта спектральная линия наблюдается в излучении, т. е. выделяется на сплошном фоне в виде яркой линии. Изменяя нагрев абсолютно черного тела, можно подобрать такую температуру, при которой линия окрашивающего металла не будет наблюдаться на фоне излучения абсолютно черного тела ни в излучении, ни в поглощении, [c.282]

Ещё один вид С. — скрытое выстраивание, связанное с тепловым движением частиц. Благодаря этому движе-нюо вероятность взаимодействия с излучением и вероятность столкновений для каждой частицы имеют не-изотропное осесимметричное распределение, и в результате ансамбль атомов с заданным направлением теплового движения может оказаться выстроенным. В ср. по всему объёму скрытое С. не проявляется вследствие хаотичности теплового движения. Тем не менее локальное скрытое С., оказывает влияние на коиггур излучения (поглощения) спектральной линии, а через него — на количеств, характеристики пленения излучения и населённость уровней. [c.407]

Закон Стокса для подобного типа излучения не имеет места. Ломмель дал новую, более общую формулировку, верную для стоксова и для антистоксова излучения. Так как спектральные линии (как испускания, так и поглощения) обладают определенной шириной, то закон Стокса в формулировке Ломмеля можно выразить так спектр излучения в целом и его максимум всегда сдвинуты по сравнению со спектром поглощения и его максимумом в сторону длинных волн. Этот закон обычно называют законом Стокса — Ломмеля. [c.363]

Представляет интерес искусственное вращение плоскости поляризации при освещении образца излучением, частота которого близка к частоте поглощения исследуемого вещества, т.е. когда затуханием колебаний нельзя пренебречь. Эта задача осложнена тем, что до сего времени мы не интересовались, что происходит со спектральной линией, если источник света или поглощающая среда помещены в магнитное поле, Как было впервые установлено в 1896 г. Зееманом, при этом линия расш,епляется на несколько компонент (эффект Зеемана). Число таких компонент, взаимное расположение и относительная интенсивность определяются структурой энергетических уровней, при переходах между которыми возникла исследуемая спектральная линия, и существенно зависят от напряженности прилаженного магнитного по ля. Эффект Зеемана — важное для спектроскопии и атомной физики явление, которое до конца объясняется с позиций кван товой механики. [c.165]

Получим этот результат из представлений электронной теории, а затем используем его для изучения изменения показателя преломления вблизи спектральной линии, расщепившейся на две компоненты в продольном магнитном поле. Это позволит истолковать эффект вращения плоскости поляризации вблизи линии поглощения. Хотя нас интересует расщепление линии поглощения, рассмотрим более простой случай — расщепление линии испускания. Рассчитаем, как изменится частота колебаний ш упруго связанного электрона при действии на него магнитного поля Явнеш. направленного вдоль оси Z. Положим Е = О, так как будет рассчитываться лишь изменение движения электрона при наложении внешнего магнитного поля [c.166]

До сих пор мы не обсуждали квантовую интерпретацию закономерностей, касающихся интенсивностей спектральных линий. Совпадение частот некоторых линий испускания и поглощения имеет в квантовой теории простое объяснение — такие линии приписываются переходам между одной и той же парой уровней. Однако вопрос о том, существует ли какая-либо связь между величиной коэффициента поглощения и интенсивностью линии испускания той же частоты, не находил ответа. Опыт показывает, далее, что интенсивности линий в спектре излучения одного и того же атома могут отличаться в десятки и сотни раз, причем в разных источниках по-разному. Например, в спектре свечения натриевой газоразрядной лампы, кроме желтых 1)-линий (X = 589,0 и 589,6 нм), присутствует больщое число других линий, тогда как в пламени газовой горелки возбуждаются почти исключительно Л-линии. И наоборот, существуют такие линии, для которых отнощение их интенсивностей практически одинаково во всех источниках света. [c.730]

Из соотношений Эйнштейна (211.13) легко видеть, что при прочих равных условиях поглощение сильнее в тех спектральных линиях, для которых большее значение имеет коэффициент Атп-В случае, например, серии Бальмера в спектре атомарного водорода (рис. 38.1 и 38.3) поглощение должно быть слабее у старших членов серии, поскольку для них, согласно приведенным выше данным, коэффициенты Атп меньше. Соотношения (211.13) подтверждаются измерениями без всяких исключений. Поэтому, измеряя коэффициенты поглощения и опираясь на (211.13),- можно определять численные значения первых коэффициентов Эйнштейна Атп- [c.737]

В магнитном поле происходит расщепление спектральных линий не только при излучении света, но и при его поглощении. Если вещество, например пары металла, поглощающие в узком спектральном интервале, поместить между полюсами электромагргита, то при включении магнитного поля вид спектра поглощения изме- [c.108]

АоЗи надо рассматривать спектральные линии поглощения и испускания, характеризующиеся некоторой шириной Г при этом А(Оп и Й сОи фиксируют максимумы указанных линий (рис. 8.10, е). В резонансном поглощении будут участвовать фотоны, энергия которых попадает в интервал, соответствующий области перекрытия линий испускания и поглощения (на рис. 8.10, в эта область заштрихована). [c.205]

Мёссбауэр изучал ядерное резонансное поглощение 7-излучения в изотопе иридия с массовым числом 191 (1 Чг). В данном случае энергия перехода составляла 129 кэВ, доплеровская ширина спектральной линии при комнатной температуре была равна 0,1 эВ, что совпадало с величиной относительного сдвига линий испускания и поглощения. Желая уменьшить резонансное поглощение, Мёссбауэр охладил источник 7-излучения и поглотитель до 88 К. К своему удивлению он обнаружил, что резонансное поглощение при этом не только не уменьшилось, но, напротив, существенно усилилось. Усиление резонансного поглощения наблюдалось при неподвижных источнике и поглотителе оно исчезало, когда источник начинал двигаться относительно поглотителя со скоростью, равной всего нескольким сантиметрам в секунду. [c.207]

Визуальный метод обращения. Температуру в наружном конусе пламени можно определить методом обращения спектральных линий. В отличие от методов, описанных в задачах 14 и 15, испо.тьзуемых только в случае оптически тонкой ЛТР-плазмы, этот метод применим при заметной оптической толщине плазмы. Метод обращения состоит в измерении поглощения и испускания в спектральной линии и в сравнении их с испусканием при той же длине волны источника света с известным распределением энергии по спектру. За плазмой размещают независимый источник со сплошным спектром излучения, просвечивающий ее. Далее измеряют интенсивность излучения этого источника при отсутствии плазмы и интенсивность в том случае, когда его излучение частично поглощается в плазме. Обычно это сводится к измерению (или уравниванию) интенсивностей просвечиваемой линии и сплошного спектра около нее. Интенсивность /спл в сплошном [c.253]

Уширение линий при реабсорбции. В плазме, имеющей заметную оптическую толщину, наблюдаемый контур спектральной линии искажается вследствие реабсорбции излучения (поглощения излучения такими же атомами, находящимися в более низком энергетическом состоянии). В зависимости от того, какова степень однородности плазмы и какова ее оптическая плотность, контур реабсорбированной линии может иметь различный вид. В одних случаях реабсорбированная линия имеет сглаженную или уплощенную вершину, а в других — в центре линии возникает провал интенсивности. Ширина линии в результате реабсорбции возрастает. [c.264]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...