Электронные состояния атома или молекулы

Дырка — незанятое состояние в электронной оболочке атома или молекулы. [c.267]

Отметим, что переход электрона в атомах или молекулах с одного дискретного уровня на другой называют связанно-связанным, а переход электрона с одного из дискретных уровней атома или молекулы в состояние с непрерывным энергетическим спектром — связанно-свободным. Наконец, переход между свободными состояниями, осуществляющий- [c.145]

Перенос энергии фотонами связан со следующими микроскопическими процессами 1) связанно-связанные переходы электрона (между дискретными состояниями атома или молекулы) 2) связанно-свободные переходы (с одного из дискретных уровней атома или молекулы в состояние с непрерывным энергетическим спектром — свободное состояние) 3) свободно-свободные переходы (переходы между свободными состояниями, т. е. торможение электрона в поле иона) 4) процессы рассеяния фотонов, включая комптоновское рассеяние, когерентное рэлеевское рассеяние атомами и молекулами, комбинационное рассеяние, обсуждавшиеся в гл. 4. [c.363]

Большинство спектроскопических методов основано на поглощении или испускании электромагнитного излучения, соответствующего энергии перехода между двумя дискретными состояниями атома или молекулы. Эти два состояния для молекулы могут различаться электронной, колебательной или вращательной частями соответствующей волновой функции, а для атома - электронной волновой функцией. Энергии электронного, колебательного и вращательного переходов приведены на рис. 5.1, где указаны также соответствующие области электромагнитного спектра. [c.89]

Для свободного атома или парамагнитной молекулы с многими электронами в состоянии с общим моментом I магнитное взаимодействие электронов с ядром также можно записать в виде, = aJ 1-1, где величина aJ, определяемая тем же методом, что и для одного электрона, будет-зависеть от электронной структуры атома или молекулы. [c.168]

Тем не менее, по-видимому, возможно разделение процессов фотолюминесценции на два типа. Один — в котором процессы возбуждения разыгрываются целиком внутри атома или молекулы, так что переход в возбужденное состояние не сопровождается отделением электрона от возбужденного атома или молекулы. Люминесценция такого типа соответствует возвращению молекулы (атома) [c.759]

Согласно классической механике энергия какой-либо системы, в том числе атома и молекулы, может иметь любые значения. Для изолированной системы значение энергии определяется начальными условиями, которые, по классической теории, произвольны. Согласно современной квантовой теории возможные значения энергии системы атомов полностью определяются ее внутренними свойствами, т. е. числом и свойствами атомов, ядер и электронов, а также характером их взаимодействия. При этом начальные условия не влияют на возможные значения энергии данной атомной системы. Они показывают лишь количество атомов или молекул в начальный момент времени в том или ином состоянии с определенным значением энергии. Значения энергии, которые могут быть реализованы в данной системе, принято называть уровнями энергии (энергетическими уровнями). Совокупность всех возможных значений энергии, или уровней энергии, носит название энергетического спектра. [c.224]

Электронная поляризация. В электрическом поле в атомах или молекулах, из которых построен диэлектрик, деформируются (смещаются) электронные оболочки, главным образом внешние. Смещение электронов происходит на малые расстояния в пределах своих атомов я молекул. Такая поляризация происходит у всех диэлектриков независимо от их агрегатного состояния и существования в них других видов поляризации. [c.152]

Фотоны с энергией ниже 5 эВ не могут взаимодействовать с веществом таким образом, как это описано выше. Значение энергии этих фотонов, как правило, не превышает энергии связи электронов в атомах. Однако фотоны низких энергий могут вызывать атомные или молекулярные возбуждения. При этом происходит полное поглощение энергии фотона атомом или молекулой, которые переходят в возбужденное состояние. Возбужденные атомы или молекулы, возвращаясь в основное состояние, излучают один или более фотонов, которые в свою очередь могут точно таким же путем поглощаться соседними атомами или молекулами. В конечном счете энергия первичного фотона преобразуется в тепловые колебания частиц вещества, поглощающего излучение. Энергия микроволнового излучения недостаточна для ионизации вещества. Воздействуя на биологическую ткань, оно способно только вызывать ее нагрев. Хотя высказывалось много соображений относительно других видов воздействия микроволнового излучения на живую ткань, ни одно из них не получило убедительного экспериментального подтверждения (в том числе и эффекты, связанные с низкими уровнями облучения). [c.338]

Как известно из теории Бора, излучение и поглощение энергии связано с переходом атомов или молекул из одного стационарного энергетического состояния в другое, в частности с переходом электронов с одной орбиты на другую. [c.17]

Неупругие столкновения с атомами (или молекулами), входящими в состав газовой смеси. Эти столкновения ведут либо к переходу атома в одно из его возбужденных состояний, либо к ионизации атома. Указанные явления возбуждения или ионизации электронным ударом представляют собой, возможно, наиболее важные процессы с точки зрения лазерной накачки, и мы их подробно рассмотрим в разд. 3.3.2. [c.134]

Из теории твердого тела следует, что при наличии стабильной связи между атомами в трехмерном кристалле, пространственная конфигурация из положительно заряженных ионных остовов и внешних электронов обладает более низким значением полной энергии, чем любая другая конфигурация. Для ковалентной связи важную роль играет угловые направленные связи. Вандерваальсовское взаимодействие существует всегда между близко расположенными атомами или молекулами. С уменьшением расстояния между атомами электронные облака атомов начинают перекрываться, что приводит к ослаблению притяжения. Перекрытие электронных облаков двух атомов с почти заполненными электронными оболочками возможно лишь при переходе некоторых электронов в более высокие квантовые состояния, для чего требуется дополнительная энергия. Перекрытие электронных оболочек приводит к эффектам диполь - дипольного притяжения и отталкивания [15]. [c.159]

Наряду с твердыми телами, жидкостями и газами известно четвертое агрегатное состояние вещества— плазма. Плазму можно охарактеризовать как газообразную смесь электронов, положительных ионов, нейтральных атомов и молекул в возбужденном состоянии. В плазме происходят реакции между отдельными частицами, например диссоциация, ионизация и эмиссия излучений вследствие теплового возбуждения и т. д. В состоянии плазмы значительно нарушается строение электронных оболочек, присущее атомам или молекулам в состоянии идеального газа. [c.13]

Волновые пакеты состоят из большого числа одновременно возбуждённых квантовых уровней. Они возникают в задачах атомной и молекулярной физики, КЭД в резонаторе и атомной оптики. Действительно, если мы разлагаем, например, квантовое состояние ф) движения электрона в атоме или ядра в двухатомной молекуле по собственным состояниям энергии Еп [c.266]

В ряде случаев ускоренный полем электрон при столкновении с частицами газа передает им свою энергию, однако ионизации не происходит. Энергия затрачивается на перевод в возбужденное состояние электронов в атомах или молекулах. В последующем электроны возвращаются в невозбужденное состояние, а запасенная избыточная энергия излучается в виде кванта света, фотона. Фото-ны образуются и в результате рекомбинации электронов и ионов. Фотоны распространяются со скоростью света (3- 10 м/с), и их энергия в некоторых случаях достаточна, чтобы произвести фотоионизацию других атомов или молекул, расположенных далеко впереди фронта первичной лапины. В результате появляются цторичные. образовавшиеся за счет фотоионизации электроны, которые в свою очередь начинают процесс ударной ионизации и порождают новые электронные лавины, расположенные далеко впереди фронта первичной лавины. [c.172]

Наряду с колебательно возбуждёнными молекулами в результате протекания экзотермич. реакций могут образовываться электронно возбуждённые молекулы, излу-чательный распад к-рых также может составить основу работы хим. лазера. Из большохо числа обсуждавшихся в литературе конкретных хим. механизмов создания электронно возбуждённых атомов или молекул б качестве активной среды X. л, практическую реализацию нашёл механизм создания инверсной заселённости на переходе между состоянЬями тонкой структуры атома иода I P112) и Ц Рз/з) с длиной волны 1,315 мкм. Заселение верх, состояния лазерного перехода осуществляется в результате передачи возбуждения от молекулы синглетного кислорода [c.412]

Потенциалы ионизации и возбуждения. На освобождение электрона от связи с атомным ядром, вследствие чего и происходит образование положительного иона, необходимо затратить определенное количество энергии. Энергия, израсходованная на отрыв электрона, называется работой ионизации. Работа ионизации, выраженная в электрон-вольтах, называется потенциалом ионизации. Если сообщить связанному электрону газовой молекулы или атома некоторое количество дополнительной энергии, то электрон перейдет на новую орбиту с более высоким энергетическим уровнем, а молекула илн атом будут находиться в возбужденном состоянии. Количество энергии, выраженное в электрон-йОЛЬтах, которое необходимо затратить для возбуждения атома или молекулы газа, называется потенциалом возбуждения. Возбужденное состояние атома или молекулы газа является неустойчивым, и электрон может снова возвратиться на стационарную орбиту, а атом или молекула перейдет в нормальное невозбужденное состояние. Энергия возбуждения при этом передается в окружающее пространство в форме светового электромагнитного излучения. [c.29]

Электронная нелинейная восприимчивость. Нелинейная восприимчивость может быть обусловлена изменевием электронных состояний атомов и молекул, составляющих данную сроду (газ) или входящих в состав среды (например, красители). Два наиболее существенных эффекта сводятся к изменению эаергий связанных электронных состояний, т. е. к динамической поляризуемости (лекция 3) и к изменению заселенности электронных состояний (лекции 4 и 6). [c.110]

Для того чтобы получить лазерный эффект, необходимо сначала достигнуть инверсной населенности , т. е. высшие, или возбужденные состояния атомов или молекул должны быть населены электронами более плотно, чем низшие, или конечные, состояния иначе поглощение фотонов невозбужденными атомами будет препятствовать преобладанию процесса вынужденного излучения. Вдобавок всегда полезно и обычно 11еобходимо заключать лазерную среду в констрз цию, которая не дает фотонам слишком быстро покидать сцену действия . Этого можно достичь с помощью пары зеркал, одно из которых слегка прозрачно и позволяет пропускать вынужденное излучение во внешний мир, где оно может najniaTb H или использоваться. [c.44]

Стационарное квантовое состояние электрона в атоме или молекуле характеризуется полным набором чапырех квантовых чисел главного п, орбитального /, магнитного гп и магнитного спинового m . Каждое из них характеризует квантование энергии (п), момента импульса (/), его проекции на направление внешнего магнитного ноля (т) и проекции спина (mj. [c.450]

Дальше нужно сказать, что в большинстве соединений молекулы содержат четное число электронов и их магнитные диполи всегда ориентированы взаимно антипараллельно. В этом случае они как бы привязаны друг к другу и никак не реагируют на внешнее магнитное поле. Но существуют и такие соединения — их называют парамагнитными,—ъ атомах или молекулах которых число электронов нечетно, так что один электронный диполь остается нескомпенсированным. В магнитном поле у таких атомов или молекул, помимо возможности двигаться, колебаться или вращаться, возникает еще одна возможность изменять свое состояние иметь свой магнитный диполь направленным либо по, либо против поля. В первом слзгчае их потенциальная энергия будет чуть меньще, а во втором —чуть больще, и мы обозначим разницу между ними через А. [c.90]

В общем случае плазмой называется газ, в котором значительная часть (5- 10%) атомов или молекул ионизирована. Плазма являете нормальным состоянием вещества при температуре 10 °, так же как газообразное, жидкое и твердое состояния являются нормальными формами существования вещества при более низких температурах. Это четвертое состояние вещества встречается в природе даже чаще, чем остальные формы существования материи. С ростом температ ры процент ионизированных атомов растет и при температуре Т (2-нЗ) 10 ° газ практически полностью ионизирован, т. е. состоит из ионов (в основном однозарядных) и электронов и совсем не содержит нейтральной компоненты. Дальнейший рост температуры приводит к повышению доли двухзарядных, трехзарядных и т. д. ионов, пока при температуре 10 газ не ионизируется окончательно, т. е. не превратится в смесь голых ядер (лишенных электронных оболочек) и электронов. [c.480]

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]

Плазмой называется вещество, находящееся в частично или полностью ионизованном состоянии и состоящее из положительно и отрицательно заряженных частиц в такой пропорции, что общий заряд равен нулю. Следовательно, плазма — это электрически нейтральная в ма>кроскопическом масштабе смесь, в каждом кубическом сантиметре которой содержится электронов, П1 положительных ионов, а в низкотемпературной плазме еще и нейтральных атомов или молекул. Плазму часто называют четвертым состоянием вещества, так как ев свойства резко отличаются от свойств тех же веществ, находящихся во всех других известных состояниях. [c.383]

Время жизни атомов, адсорбированных на подложке, определяется формулой (2.1). Для слабых связей (типа ван-дер-ваальсовой) эта энергия составляет 0,01—0,1 эВ, для сильных связей (типа валентной) она достигает порядка единиц электрон-вольт. В соответствии с (2.1) время жизни в адсорбированном состоянии т 10-1 (. для = 0,01 эВ и т ж 10 с для t/ад я 1 эВ. Поэтому, если атомы осаждаемого вещества образуют с поверхностью подложки сильную связь, а атомы или молекулы остаточной среды — слабую связь, пленка будет расти практически свободной от молекул остаточной среды и необходимость в поддержании столь высокого вакуума, как 10-5 Па, в значительной мере отпадает. Такие условия создаются, в частности, при ведении процесса напыления в инертной среде и в среде, состоящей из молекул с насыщенными связями. [c.61]

К газотермическому напылению относят методы, при которых распыляемый материал нагревается до температуры плавления п образовавшийся двухфазный газопорошковый поток переносится на поверхность изделия. Это процессы плазменного напыления, электро-дуговой металлизации, газопламенного напыления (непрерывные методы) и детонационно-газовый метод нанесения покрытий (импульсный метод). Покрытия формируются из частиц размером в десятки микромиллиметров. Термическим методом покрытие можно наносить также в вакуумной технологической камере (термовакуумное напыление), при этом материал покрытия нагревают до состояния пара, и паровой поток конденсируется на поверхности изделия. При использовании этих методов покрытие образуется из атомов или молекул вещества, а в некоторых случаях (электронно-лучевое плазменное, с помощью плазменных испарителей) — из ноиов испаряемого материала. Следует отметить, что чем выше степень ионизации потока вещества, тем выше качество покрытий. [c.138]

ОБЕРТОН —гармоническая составляющая сложного негармонического колебания с линейчатым спектром с частотой, более высокой, чем основной тон ОБЛАСТЬ сиботаксичес-кая малый объем жидкости, в котором относительное расположение сохраняет достаточную правильность ОБОЛОЧКА [адиабатная не допускает теплообмена между рассматриваемой системой и внешней средой в механике--пространственная конструкция, ограниченная двумя криволинейными поверхностями, расстояние между которыми мало по сравнению с другими его размерами электронная как совокупность (всех электронов, входящих в состав атома или молекулы состояний электронов в атоме, имеющих дашюе значение главного квантового числа и находящихся от атомного ядра примерно на одинаковых расстояниях) ядерная как совокупность нуклонов в атомном ядре] ОБЪЕМ [когерентности — часть пространства, занятого волной, в которой волна приблизительно сохраняет когерентность критический объем вещества в его критическом состоянии молярный — объем, занимаемый одним молем вещества при нормальных условиях парциальный газа -объем, который имел бь[ данный газ, входящий в состав смеси газов, если бы все остальные газы были удалены, а давление и тем- [c.254]

ПАРАКРИСТАЛЛ — молекулярный кристалл с перемежающимися кристаллическими и аморфными областями ПАРАМАГНЕТИЗМ (есть свойство вещества, помещенного во внешнее магнитное поле, намагничиваться в направлении, совпадающем с направлением этого поля, если в отсутствие внешнего магнитного поля это вещество не обладало упорядоченной магнитной структурой Паули проявляется в металлах и полупроводниках и образуется спиновыми магнитными моментами электронов проводимости ядерный образуется магнитными моментами атомных ядер) ПАРАЭЛЕКТРИК— неполярная фаза сегнетоэлектрика, возникающая выше температуры фазового перехода ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЕ— охлаждение вещества ниже температуры его равновесного перехода в другое фазовое состояние ПЕРЕХОД [квантовой системы (безызлучательный характеризуется изменением уровня энергии атома или молекулы без поглощения или испускания фотона вынужденный осуществляется понижением уровня энергии под действием внешнего излучения скачкообразный возникает самопроизвольно или вследствие [c.258]

Н. газовых лазеров осуществляется постоянным или импульсным током. Энергия Н. передаётся свободным электронам, к-рые сталкиваются с атомами или молекулами, ионизируют или возбуждают их. Одноврем. идёт обратный процесс рекомбинации электронов и ионов с образованием возбуждённых частиц. Возбуждённые частицы сталкиваются между собой и с невозбуждён-ыыми частицами, обмениваются энергией возбуждения и переходят на др. уровни энергии. В результате в газоразрядной плазме наблюдается широкий спектр возбуждений и возможны инверсные состояния разл. квантовых переходов в диапазоне волн от долей миллиметра до долей микрометра. [c.240]

Физ. Ф. ряда органич. веществ обусловлен поглощением света при переходе атомов или молекул из основного синглетного в возбуждённые синглетные или триплетные состояния. Изменение окраски в этом случае связано с изменением заселённости электронных уровней. Такой Ф. наблюдается при воздействии на вещество только мощных световых потоков. При высоких интенсивностях лазерного излучения проявляется т. н. многофотонный Ф., когда фотохромные превращения вещества происходят под действием света с частотой, гораздо меньшей частоты самого низкоэнергетич. электронного перехода. При этом сумма энергий квантов, участвующих в едином акте взаимодействия света с веществом, должна быть равна или больше разности уровней энергии, между к-рыми происходит электронный переход (см. Многофотонные процессы). Процесс двухфотонного Ф. наблюдался в жидких и твёрдых растворах спиропиранов и в поликристаллич. порошках замещённого салицилиденанилина. [c.363]

ЭКСИТбН (от лат. ex ito—возбуждать)—мигрирующее в кристалле электронное возбуждение, не связанное с переносом электрич. заряда и массы. Представление об Э. введено в 1931 Я. И. Френкелем для объяснения отсутствия фотопроводимости нек-рых кристаллов при поглощении света поглощённая энергия расходуется не на создание носителей заряда, а на образование Э. (см. Френкеля эк-ситон). Френкель теоретически обосновал возможность перехода одного из атомов (или молекул) кристалла в возбуждённое состояние и последовательную передачу этого возбуждения от одного атома к другому, т. е. перенос квантового возбуждения на макроскопич. расстояния, [c.501]

В предыдущих разделах принципы работы лазеров обсуждались в следующей последовательности вначале рассматривались системы, в которых электроны находятся в связанном состоянии в отдельном атоме или молекуле, затем случаи, когда электрон свободно движется вдоль цепочки атомов в молекуле с сопряженной двойной связью (лазеры на красителях), и наконец, случай, когда электрон свободно движется во всем объеме кристалла (полупроводниковые лазеры). В данном разделе мы рассмотрим один из самых новых и интересных типов лазеров, в активной среде которых электроны являются еще более свободными, чем в рассмотренных выше случаях, а именно лазер на свободных электронах (ЛСЭ). В этом лазере электронный пучок, движущийся со скоростью, близкой к скорости света, пропускается через магнитное поле, создаваемое периодической структурой (называемой вигглером или ондулятором) [c.428]

Иаивысшая из этих орбиталей, расположенная выше уровня Ферми и отделенная от остальных густо сконцентрированных орбиталей энергетической щелью, незаполнена. Следовательно, она играет роль поверхностного состояния и может эффективно воспринимать электроны при взаимодействии с атомами или молекулами других [c.245]

Все атомы, ионы и молекулы испытывают слабое взаимное притяжение друг к другу, которое обусловлено силами Вап-дер-Ваалъса, однако в большинстве кристаллов эти силы весьма малы по сравнению с другими более значительными силами, обусловленными ионной или ковалентной связью. Тем не менее силы Ван-дер-Ваальса играют важную роль при образовании структур инертных и двухатомных газов в твердом состоянии (где они оказываются единственными силами, удерживающими атомы или молекулы в кристалле), а также в некоторых анизотропных кристаллах, например у селена (фиг. 6, б), где с их помощью осуществляется связь в определенных кристаллографических направлениях. Источником сил Ван-дер-Ваальса является поляризационный эффект, вызываемый влиянием поля электронов, движущихся вокруг ядра данного атома, на движение электронов вокруг ядра соседнего атома. В анизотропной молекуле этот эффект может привести к возникновению постоянного дипольного момента, однако в симметричных конфигурациях (например, в кристаллах твердых инертных газов) возникновения результирующего дипольного момента не наблюдается, поскольку поляризационные эффекты синхронизируются с непрерывно изменяющимися полями в соседних атомах. Вклад щл Ван-дер-Ваальса в энергию решетки и определяется выражением [c.24]

В заключение отметим еще один основной тип связи, действующий между молекулами, уже образованными ковалентными или ионными связями, и приводящий к кристаллическим структурам с отчетливо сохраняемой химической тождественностью молекул. Примером такой связи служит решетка 8102. Эта молекулярная или, как её называют, ван-дер-ваальсовская связь возникает между нейтральными атомами, находящимися в такой непосредственной близости, что их электронные облака подчинены дальнодействующим силам взаимодействия орбитных электронов соответственно обоих облаков. Возникающие при резонансе электронов соответствующих орбит поляризационные силы понижают общий потенциал пропорционально 1/г и ведут, таким образом, к притяжению атомов или молекул. Эти ван-дер-ваальсовские силы относительно слабы по сравнению с другими силами связи, но все же значительны в некоторых к ристалличе-ских решетках и особенно в случае поверхностных явлений. В газообразном состоянии фтор и хлор связаны ковалентными связями, в твердом же состоянии они удерживаются ван-дер-вааль-совокими силами в виде кристаллической решетки. Невысокая точка кипения галоидов (Рг — 187° С С г — 34,6° С Вгг — 58,78° С) является признаком их слабой связи. Когда ковалентные связи атомов с высокой валентностью распределяются между двумя соседними атомами, образуются очень большие молекулы, которые могут принять форму либо спиральных структур, как в случае селена и серы, либо двухмерных решеток, как у сурьмы. Четырехвалентные атомы ведут к образованию трехмерных решеток, как, например, в случае алмаза, кремния, германия и олова, где каждый атом расположен в центре тетраэдра, а координационное число равно четырем. [c.159]

С точки зрения квантовой механики эти силы возникают вследствие опускания низколежащих потенциальных кривых за счет отталкивания со стороны более высоколежащих кривых той же самой симметрии (ср. правило непересечения в разд. 4.7.2). Классически для нейтральных атомов и молекул кулоновское отталкивание между двумя электронными облаками и двумя ядрами индуцирует дипольный момент в каждом атоме или молекуле (т. е. разделение центров отрицательного и положительного зарядов). Эти два дипольных момента ориентируются так, что начинают притягивать друг друга. Для одинаковых атомов или молекул, находящихся в одинаковых состояниях, потенциал взаимодействия [12] равен [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...