Переходы электронно-колебательные

В многоатомных молекулах стоксово и антистоксово излучения вызываются переходами между электронно-колебательными уровнями. На рис. 16.5 переходы, обозначенные стрелками 1 и 2, вызывают стоксово, а стрелками 3 и 4 — антистоксово излучения. Следует отметить, что непосредственные переходы с высоких колебательных уровней на практике не осуществляются, поскольку за весьма короткое вре- [c.365]

Соотношение (16.7) справедливо для всех систем, для которых распределение по подуровням возбужденного состояния не зависит от частоты возбуждающего света и вообще от способа возбуждения. Кроме того, для выполнения соотношения (16.7) необходимо выполнение ряда дополнительных условий — отсутствие в системе поглощающих, но не люминесцирующих примесей, отсутствие невозбуждающего поглощения и т. д. Следует отметить, что соотношение (16.7) применимо не только для электронно-колебательных спектров сложных молекул, но и для любых других систем, состоящих из двух подсистем быстрой и медленной. Необходимо только, чтобы время перераспределения энергии внутри медленной подсистемы значительно превосходило длительность возбужденного состояния быстрой подсистемы, как это имеет место у сложных молекул, где рассматриваются переходы между колебательными подуровнями нижнего и первого возбужденного электронных состояний. В сложных молекулах между актами поглощения и испускания света происходит довольно быстрое перераспределение энергии по колебательным степеням свободы, в результате чего перед актом испускания устанавливается равновесное (температурное) распределение по колебательным уровням возбужденной молекулы. В то же время подобное равновесие электронных состояний не имеет места — в возбужденном электронном состоянии имеется значительный избыток молекул. [c.368]

Рис. 33.8. Схема электронно-колебательных переходов

Формула (3.38) для тензора поляризуемости справедлива в. области частот Vo возбуждающего света, удаленных от собственных частот промежуточных переходов Vhv=iEh—Е )1к, где — энергия промежуточного электронно-колебательного состояния,, которое может находиться выше (рис. 44), ниже или даже между начальным и конечным состояниями. Однако при этом соблюдается следующее условие. Начальное и конечное состояния комбинируют друг с другом при рассеянии света, если существует промежуточное состояние, которое комбинирует с ними порознь при поглощении или излучении света. Иными словами, тензор поляризуемости оар отличен ОТ нуля, когда отличны от нуля матричные элементы (Ра)гю- [c.110]

Таким образом, существует некоторое распределение вероятностей переходов с колебательных уровней электронных состояний / и II. Кроме того, в зависимости от температуры среды молекулы определенным образом распределяются по этим колебательным уровням. Это распределение описывается формулой Больцмана (3.31). [c.173]

Сложность молекулярных спектров по сравнению с атомными вызвана тем, что в молекуле, состоящей из ядер и окружающего их электронного облака, кроме переходов электронов, происходят колебания ядер и вращение молекулы как целого относительно ее центра тяжести. Энергии колебательного и вращательного движе- [c.242]

С учетом проведенного выше разбиения энергии молекулы можно записать волновое число для перехода между выделенными состояниями п и п" в виде x = E ,—En, = T +G +F —(T"e+G" + F ). Соответственно наблюдают спектры нескольких типов а) вращательные спектры, отвечающие переходам между вращательными уровнями в пределах неизменного колебательного и электронного состояния б) колебательно-вращательные спектры, возникающие при переходах между вращательными уровнями разных колебательных состояний при неизменном электронном состоянии в) электронные спектры, характеризующие переходы между колебательно-вращательными уровнями разных электронных состояний. Помимо того, в радиочастотной и микроволновой областях спектра наблюдают переходы между подуровнями тонкой структуры для данного электронно-колебательно-вращательного уровня молекулы, а также спектры электронно-спинового и ядерно-магнитного резонансов, соответствующих переходам между зеемановскими компонентами расщепленных в магнитном поле уровней молекулы. [c.849]

Подавляющее число лазеров на примесных кристаллах генерирует излучение на чисто электронных переходах. Интерес к лазерам на электронно-колебательных переходах (рис. 34.11) связан в основном с возможностью перестройки длины волны излучения. [c.924]

Исходным лазерным материалом являются кристаллы фторидов и хлоридов щелочных металлов, а также фториды кальция и стронция. Используются также кристаллы с примесью. Воздействие на кристаллы ионизирующих излучений (v-квантов, электронов высоких энергий, рентгеновского и коротковолнового ультрафиолетового излучений) или прокалка кристаллов в парах щелочного металла приводит к возникновению точечных дефектов кристаллической решетки, локализующих на себе электроны или дырки. Стимулированное излучение возникает на электронно-колебательных переходах в таких образованиях. Схема генерации центров окраски аналогична схемам лазеров на красителе. [c.957]

Переизлучение энергии в квантовой теории сводится к представлению о рассеянии как о поглощении падающего на систему фотона с последующим испусканием рассеянного фотона. Энергетический спектр молекулы образуется электронным спектром входящих в нее атомов и колебательными и вращательными уровнями энергии молекулы. Колебательные движения и вращательные движения молекулы квантованы и соответствующие энергетические уровни дискретны. Комбинационное рассеяние образуется в результате переходов между колебательными уровнями. Разность энергий между соседними уровнями равна Ш. Если молекула поглощает падающий фотон с энергией й(о, то может случиться, что энергия Ш будет затрачена для перехода молекулы на более высокой энергетический уровень. Оставшаяся энергия Н(й — Ш) = Н ( > — Q) испускается в виде рассеянного фотона частоты со — Q. При переходе из возбужденного по колебательным уровням энергии состояния на более низкий энергетический уровень молекула может освободившуюся при этом энергию Ш передать рассеиваемому фотону, энергия которого при этом равна Н(й + h l = й(со -Ь Q), т. е. частота фотона увеличивается. В спектре комбинационного рассеяния линии излучения с уменьшением частоты называются стоксовыми, а с увеличением частоты-антистоксовыми. При не очень высоких температурах молекулы по энергиям распределены в соответствии с распределением Больцмана и число молекул, способных принять участие в образовании стоксовых компонент комбинационного рассеяния, больше, чем в образовании [c.266]

Отбор переходов между колебательными состояниями. При анализе электронных переходов не существует никакого правила отбора для квантового числа п, характеризующего колебательные СОСТОЯНИЯ. Переход по колебательным состояниям осуществляется с помощью дополнительного [c.325]

По принципу Франка-Кондона электронный переход совершается при постоянном расстоянии между ядрами атомов, входящих в молекулу. Следовательно, и сопровождающий его переход между колебательными состояниями молекулы совершается также при постоянном расстоянии между ядрами. Это означает, что переход может осуществляться лишь между теми участками колебательных уровней, которые на схеме энергетических уровней (рис. 98) попадают на одну вертикаль, а вероятность перехода определяется произведением вероятностей пребывания молекулы на соответствующих участках колебательных уровней, т. е. распределением плотности вероятности I Р р в соответствующих состояниях. [c.326]

При поглощении или испускании электромагнитных волн газом изменение энергетического уровня молекулы может осуществляться различными путями. Одним из них является изменение электронного, колебательного или вращательного состояний молекулы. При этом энергетические переходы у одноатомных газов обусловлены изменением только электронных состояний и сопровождаются высокочастотным излучением. Как показывает опыт, симметричные молекулы двух атомных газов О2, N2, Н2 не могут заметно поглощать и испускать энергию путем изменения колебательно-вращательных состояний. Практически одно-и двухатомные газы при низких и умеренных температурах не излучают и не поглощают энергию и в этих условиях могут считаться прозрачными (О = 0). Однако при температуре, превышающей 5000 — 8000 К, эти газы начинают заметно излучать и поглощать энергию. Это связано с возможностью электронных переходов при высоких температурах, явлением ионизации, а также образованием несимметричных молекул вследствие диссоциации. Например, диссоциация симметричных молекул О2 и N2 приводит к образованию несимметричных молекул. [c.130]

Рис. 4. Электронно-колебательные переходы, при которых образуются прогрессии ("а, и секвенции электронных полос.

На фиг. 20—12 дано схематическое сопоставление спектров излучения и поглощения абсолютно черного, серого тела и газа. Появление полос излучения (поглощения) в спектрах газов связано с теми изменениями в состоянии молекул и атомов (переход электронов i одного уровня на другой, квантовые изменения колебательных и вращательных движений [c.527]

Поглощение (или испускание) излучения газами обусловлено изменениями электронных, колебательных и вращательных энергетических уровней молекул. При переходе между электронными уровнями возникают спектральные линии в видимой части спектра и в области более коротких волн (т. е. в ультрафиолетовой части спектра) при переходе между колебательными уровнями — в инфракрасной области при переходе между вращательными уровнями — в дальней инфракрасной области. При соответствующих значениях частоты изменения колебательных и вращательных уровней оказываются взаимосвязанными и переход происходит одновременно. Поскольку энергия колебательных уровней больше, чем вращательных, результирующий спектр состоит из близко расположенных спектральных линий внутри узкого интервала длин волн этот спектр называется колебательно-вращательной полосой. Поэтому описание характеристик поглощения газа в зависимости от длины волны весьма сложно. Рассмотрим, например, пучок монохроматического излучения интенсивностью /у, проходящий в слое газа в направлении Q. Если рассеяние излучения молекулами газа пренебрежимо мало [c.104]

СОз-лазер работает на переходах между колебательно-вращательными уровнями основного электронного состояния. На рис. 2.1 приведена схема нижних колебательных уровней молекул СО2 и N2 в основном электронном состоянии вместе с условным представлением формы колебаний молекулы СО2. [c.46]

Переходы между двумя вырожденными состояниями. Если выронеден-гидм является как верхнее, так и нижнее электронное состояние, то в случае некоторых точечных групп (например, з ) момент перехода может быть как параллелен, так и перпендикулярен оси симметрии (табл. 9). В общем случае при этом будут наблюдаться гибридные полосы. Для других точечных групп (например, 7>зд, Овл)возможна только параллельная или только перпендикулярная ориентация момента перехода. Электронно-колебательные переходы типа Е — Е при электронных переходах А — А и — А аналогичны между собой, и к их рассмотрению мы сейчас переходим. [c.237]

Колебательные уровни энергии — это уровни, связанные с колебательным движением ядер в молекулах около некоторых равновесных положений (с колебаниями молекул, которые можно приближенно считать гармоническими). Частоты этих колебаний отвечают энергиям примерно от 0,025 до 0,5 эВ. Соответствующие переходы между колебательными уровнями молекул непосредственно изучаются методами инфракрасной спектроскопии и методами ко.мбинационного рассеяния света. Электронные переходы в молекулах сопровождаются изменениями колебательной энергии, что приводит к возникновению электронно-колебательных спектров. [c.227]

Вращательные уровни энергии — это уровни, связанные с вращательным движением молекулы как целого. Вращение молекул приближенно рассматривают как свободное вращение твердого тела с тремя моментами инерции вокруг трех взаимно перпендикулярных осей. При этом возможны три случая 1) сферический волчок (все три момента инерции одинаковы) 2) симметричный волчок (два момента инерции одинаковы, третий отличен от них) 3) асимметричный волчок (все три момента инерции различны). Разности энергий соседних вращательных уровней составляют от сотых долей электрон-вольта для самых легких молекул до стотысячных долей электрон-вольта для наиболее тяжелых молекул. Вращательные переходы непосредственно изучаются методами инфракрасной спектроскопии и комбинационного рассеяния света, а также методами радиоспектроскопии. Колебательно-вращательные спектры получаются в ре-дультате того, что изменение колебательной энергии сопровождается одновременными изменениями вращательной энергии. Такие изменения происходят и при электронно-колебательных переходах, что и обусловливает вращательную структуру электронно-колебательных спектров. [c.228]

Если потенциальные кривые, между которыми происходят электронно-колебательные переходы, заданы, возникает вопрос, какие из этих переходов наиболее вероятны. Ответ на этот вопрос дает принцип Франка — Кондона, согласно которому при электронном переходе скорость движения ядер молекулы и их положение не меняются. Принцип Франка — Кондона является приближенным, так как скорость движения электронов молекулы хотя и намного больще скорости движения ядер, но все же есть конечная величина. [c.244]

Интенсивности спектральных полос (поглощения или люминесценции) зависят от вероятностей электронно-колебательных переходов молекулы р ( кол, Е ол) с колебательного уровня кол состояния I на колебательный уровень Е ол состояния II при поглощении и, наоборот, с уровня кол. состояния II на уровень Екол состояния / при люминесценции, а также от числа молекул, заселяющих соответствующий исходный электронно-колебательный уровень. Вероятность 9 [Екол, Екол) непостоянна для различных переходов и имеет максимальное значение при кол = кол.макс. в случае поглощения и при кол = кол.макс. В случэе люминесценции. [c.173]

Формирование электронных полос поглощения и люминесценции происходит в результате наложения этих двух статистических распределений распределения вероятностей соответствующих электронно-колебательных переходов (конфигурационное распределение) и распределения молекул по колебательным уровням исходного электронного состояния [тепловое распределение). Форма контуров, образующихся полос поглощения и люминесценции, изображена соответственно в левой и правой частях рис. 67. В отли--чие от полосы поглощения полоса люминесценции построена так, что в коротковолновой ее части происходит гораздо более быстрее падение интенсивности свечения, чем в длинноволновой. [c.173]

На электронно-колебательном переходе хрома — Мг осуществлены также перестраиваемые по длине волны кристаллические лазеры, работающие при 7 =20°С. Такие лазеры созданы на основе кристаллов александрита (BeAl204) [12], а также на основе уже упоминавшихся кристаллов ГСГГ [13], Диапазон перестройки составляет 730—800 нм для александрита и 766—820 нм для ГСГГ при полном КПД 2%. [c.924]

Локальные уровни, (ловушки) способны захватывать и отдавать электроны или дырки. Если локальный уровень расположен вблизи зоны проводимости, то его можно считать ловушкой электронов, уровень вблизи валентной зоны можно рассматривать как ловушку дырок. Активаторы чаще всего создают локальные уровни (ловушки), расположенные на такой глубине (от края зоны проводимости), что переход с них электронов в зону проводимости затруднен, а возможен лишь их захват. Ловушки этого вида будут центрами люминесценции, так как наиболее часто здесь осуществляется люминесцентное излучение, вследствие рекомбинации электрона с дыркой. Электроны, переброшенные, например, под воздействием квантов света в зону проводимости, обладают большими скоростями порядка 10 " см1сек и поэтому попав туда, они быстро распределяются по.так называемым уровням локализации электронов (переходы 2 3 2 3, 2 4 (рис. 14.6). Электрон находится в такой ловушке, имея колебательное состояние, но он не может перейти в зону проводимости, пока не получит дополнительную (тепловую млн световую) энергию. Аналогичные переходы совершает дырка (переходы электронов 5 -у 1 и 5 -> 1). Если электрон [c.199]

B. . широко применяется при исследованиях атомов, ионов, молекул и твёрдых тел для изучения их знергетич. структуры, вероятностей переходов и др. характеристик. В область Х<200 нм попадают резонансные переходы ряда нейтральных ато.мов, подавляюп(его большинства одно- и двукратно ионизованных атомов, а также всех ионов более высокой кратности ионизации. Электронно-колебательно-вращательные переходы мне- [c.236]

При низком давлении люминесцируют пары металлов, благородные газы, пары ми. органич. веществ. В достаточно разреженных атомных парах, когда время между соударениями больше времени жизни возбуждённого состояния, выход Л. близок к единице. При столкновениях энергия возбуждения может переходить в кине-тич. энергию атомов, что уменьшает выход Л. В молекулярных парах энергия электронного возбуждения может безызлучательыо переходить в колебательно-вращательную энергию молекул, к-рая при соударениях переходит в кинетич. энергию. Такие процессы часто приводят к полному тушению Л. [c.624]

Исследования спектральных, темп-рных и полевых зависимостей магнитооптич. анизотропии парамагршт-пых сред с локализованными магн. момеитами позволяют идентифицировать тип магнитооптич. активности, получить информацию о природе и магн. свойствах состояний, ответственных за оптич. переходы, о симметрии парамагн. центров в твёрдых телах, о характере электронно-колебательного и электронно-ядерного взаимодействия в системе (атоме, ионе) и т. д. При этом вклад парамагнитного типа несёт информацию о магн. свойствах осн. состояния системы, диамагнитного типа — и об основном, и о возбуждённом состоянии. Зависимость вапфлековского вклада от поля в малых магн. полях применяется для исследований сверхтонких взаимодействий взаимодействий кристаллич. поля, межиоиного диполь-дипольного, обменного и т. д. [c.702]

В соответствии с тремя системами уровней энергии в молекуле — электронной, колебательной и вращательной (рис. 1), М. с. состоят из совокупности электронных, колебат. и вращат. спектров и лежат в широком диапазоне эл.-магн. волн — от радиочастот до рентг, области спектра. Частоты переходов между вращат. уровнями энергии обычно попадают в микроволновую область (в шкале волновых чисел 0,03—30 см ), частоты переходов между колебат. уровнями —в ИК-обла-сть (400—10 000 слг ), а частоты переходов между электронными уровнями — в ва- [c.201]

Ионизация при столкновения атомов и молекул Переход между электронными состояниями Переход между колебательными или вращательными состояниями мо.текул [c.691]

У. с. используется при исследовании спектров атомов, ионов, молекул и твёрдых тел с целью изучения их уровней энергии, вероятностей квантовых переходов и др, характеристик. В УФ-области спектра лежат резонансные линии нейтральных, одно- и двукратно ионизованных атомов, а также спектральные линии, испускаемые возбуждёнными конфигурациями высокоионизованных атомов (многозарядных ионов). Электронно-колебательно-вращательные полосы молекул в осн. также располагаются в ближней УФ-области спектра. Здесь же сосредоточены полосы поглощения в спектрах большинства полупроводников, возникающие при прямых переходах из валентной зоны в зону проводимости. Многие хим. соединения дают сильные полосы поглощения в УФ-области, что создаё преимущества использования У. с. в спектральном анализе. У. с. имеет большое значение для внеатм. астрофизики при изучении Солнца, звёзд, туманностей и др. (см. Ультрафиолетовая астрономия). [c.221]

ЯНА—ТЕЛЛЕРА ЭФФЕКТ—совокупность явлений, обусловленных взаимодействием электронов с колебаниями атомных ядер в молекулах или твёрдых телах при наличии вырождения электронных состояний. Это взаимодействие приводит либо к возникновению локальных деформаций, к-рые в твёрдых телах могут способствовать структурным фазовым переходам (статич. Я.—Т. э,), либо к образованию связанных электрон-колебательных (виброиных) состояний (динамич, Я.—Т. э.). Объяснение Я. — Т.э. основано на теореме, сформулированной и доказанной Г. Яном Н. Jahn) и Э. Теллером (Е. Teller) в 1937, согласно к-рой любая конфигурация атомов или ионов (за исключением линейной цепочки), где есть вырожденное осн. состояние электронов, неустойчива относительно деформаций, понижающих её симметрию (имеется в виду вырожде-690 ние, отличное от двукратного спинового). Я, — Т.э. [c.690]

Упрощенная схема этих состояний как функция конфигурационной координаты иона Сг + (т. е. смещения иона в кристалле) показана на рис. 6.4. Так же, как и в других активированных хромом матрицах, время релаксации между уровнями и вследствие внутриконфигурационных переходов оказывается очень коротким (менее 1 пс, возможно, также и благодаря перекрытию уровней и Т г). Таким образом, можно считать, что эти два состояния всегда находятся в термодинамическом равновесии. Поскольку энергетический зазор АЕ между дном состояния и дном состояния Е в александрите АЕ ж ж 800 см- ) составляет всего несколько kT, то в случае, когда состояние заселено, колебательные подуровни состояния также оказываются заметно заселенными. Согласно принципу Франка — Кондона, электронно-колебательные переходы из состояния оканчиваются на незаполненных уровнях состояния Мг. Поскольку число участвующих в генерации колебательных уровней велико, излучение будет происходить в широком [c.341]

В отличие от ранее рассмотренных типов лазеров, в которые рабочие уровни образованы электронными состояниями в атомах, СОг-лазеры относятся к семейству молекулярных лазеров, а их рабочий переход образован колебательно-вращательными уровнями молекулы СО2. При этом электронные состояния атмов, составляющих молекулу, не изменяются при излучении кванта. [c.174]

По мере повышения температуры число и амплитуда колебаний кластеров одновременно увеличиваются, так что уже вблизи точки плавления кристалл оказывается раздробленным на мелкие структурно упорядоченные атомные группировки, окруженные бесструктурными прослойками атомов. Это и является причиной наблюдаемых аномалий предплавления. Точка плавления определяется переходом от колебательного к броуновскому движению кластеров, когда прослойки между ними увеличиваются настолько, что упругое взаимодействие кластеров становится невозможным. При этом области когерентного рассеяния электронов, нейтронов и рентгеновских лучей разрушаются, а дифракционная картина показывает широкие гало, обусловленные самостоятельно движущимися кластерами. [c.216]

Начнем рассмотрение с переходов в молекулах (или атомах) разреженного газа. Если на систему не действует излучение и если соударения между частицами газа происходят очень редко, то дезактивация однажды возбужденной частицы может осуществиться только в результате спонтанного испускания. В этом случае скорость релаксации, согласно выводам в разд. 1.1, определяется коэффициентами Эйнштейна для спонтанного испускания <Сд21 = 2ь В табл. 1.3 приведены типичные значения Л21 для электронных, колебательных и вращательных переходов. Таблица содержит также частоты переходов (021 и моменты переходов Ц21 молекул, которым в разд. 1.3 сопоставлены коэффициенты Эйнштейна. Они пропорциональны и со . Моменты переходов характеризуют величину осцилли- [c.30]

Таблица 1.3. Типичные параметры иитеисивиых электронных, колебательных и вращательных переходов в молекулах

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...