Спектроскопия поглощения излучения

Спектроскопия поглощения излучения [c.176]

Одной ИЗ разновидностей спектроскопии поглощения в УФ/видимом диапазоне излучения является колориметрия. Колориметрический анализ растворов фуллеренов СбО и С70 в ССЦ, толуоле я гексане разработан в [c.231]

Следует отметить, что некоторые методы измерений, основанные на поглощении и рассеянии излучений, на ионизации среды и других явлениях, уже прочно вошли в измерительную технику н применяются в промышленности. В то же время ряд методов, основанных на использовании спектроскопии ядерных излучений, нейтронных потоков, некоторых ядерных реакций, будучи хорошо известными физикам, в области измерительной техники еще только начинают применяться. Развитию этих методов следует уделять особенно большое внимание, так как они часто позволяют решать [c.315]

Высокая спектральная плотность лазерного излучения характеризуется не только большим количеством энергии, передаваемой посредством пространственно узкого луча, но также очень узкой полосой частот, в пределах которой концентрируется излучение. В спектроскопии, основанной на анализе спектров флуоресценции, интенсивность последней зависит от спектральной плотности поглощенного излучения. В табл. 30 приведены характеристики излучения некоторых типов лазеров и обычных источников света. Маломощный Не—Ме-лазер имеет спектральную плотность излучения почти на четыре порядка выше, чем наиболее интенсивные некогерентные источники света. [c.217]

Заслуживает внимания тот факт, что использование лазеров в спектроскопии определяется относительной простотой регистрации сигнала, несущего информацию об исследуемом явлении. Высокая спектральная плотность привела к появлению лазерной спектроскопии, основанной на комбинационном рассеянии, и методов инфракрасной флуоресценции с высоким временным разрешением, а также измерений, основанных на поглощении излучения. Высокая степень когерентности и узость полосы излучаемых частот позволяют использовать лазер для гетеродинной спектроскопии и спектроскопии, основанной на рассеянии света. [c.218]

При времени жизни возбужденного атома порядка 10 сек величина Av 10 гц. Поскольку v 10 гц, мы видим, что на оптических частотах относительная ширина линии довольно мала. Но к подобным расчетам нужно подходить осторожно. Например, переходам с метастабильного уровня в основное состояние должна соответствовать линия с чрезвычайно малой естественной шириной. Но такие явления редко наблюдают в спектроскопии некогерентного излучения, ибо они маскируются более сильными эффектами. Поскольку естественная линия имеет лоренцеву форму, необходимо учитывать наличие широких крыльев контура линии в спектрах поглощения. [c.322]

I. В зависимости от характера взаимодействия излучения с веществом все спектры делятся на спектры поглощения, испускания, рассеяния и отражения (подробнее см. 9). В последнее время возникло подразделение еще на классическую спектроскопию (спектроскопия некогерентного излучения) и лазерную спектроскопию (спектроскопия когерентного излучения). [c.7]

Особо следует отметить, что, основываясь на принципе избирательного поглощения излучения молекулами, можно осуществлять селективное воздействие мощным лазерным излучением на вещество с целью изменения его состава и свойств. Это направление, называемое активной лазерной спектроскопией, используется для разделения изотопов, исследования фотохимических реакций и ряда других физических процессов. [c.439]

В методах спектроскопии насыщения излучение накачки насыщает неоднородно уширенную пинию поглощения (переход 0-1 на рис. 18.22). [c.295]

Наиболее чувствительным методом измерения малых концентраций молекулярных загрязнений атмосферы является метод, основанный на поглощении излучения перестраиваемых ИК-лазеров [283, 284] на длинных трассах. К сожалению, флуктуации температуры в атмосфере являются главным источником шума в принимаемом лазерном сигнале. Для измерения концентрации малых составляющих на длинных трассах в атмосфере с высокой чувствительностью разработан метод, получивший название спектроскопии первой производной [285]. Этот метод основан на дифференцировании спектра поглощения по частоте за счет частотной модуляции выходного лазерного излучения. В случае полупроводникового диодного лазера это достигается модуляцией тока в диоде около некоторого стационарного значения. [c.266]

Направляя на вещество излучение, имеющее сплошной спектр, и анализируя спектральный состав прошедшего через вещество излучения, т. е. изучая спектр поглощения (спектр абсорбции), проводят структурный анализ вещества. Такой метод исследования носит название абсорбционной атомной и молекулярной спектроскопии. [c.282]

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]

Предельная частота оптических фононов mj, есть частота соответствующих (продольных и поперечных) оптических колебаний решетки с длиной волн, значительно превышающей межатомное расстояние. Определяется из спектров поглощения и отражения инфракрасного излучения, а также с помощью нейтронной спектроскопии. Для элементов (Si, Ge и др.) со =сО( = озо. [c.455]

Короткие, интенсивные, узкополосные лазерные импульсы являются хорошим средством для возбуждения молекул на определенные энергетические уровни. Энергия возбуждения может расходоваться либо на излучение (флуоресцирующая эмиссия), либо на поглощение возбужденными частицами (двойная резонансная спектроскопия). На рис. 130 показан спектр флуоресценции молекулы Ja, возбужденной на длине волны 1 = 5145 А от лазера на аргоне [238]. Полосы, обозначенные 43-0, 43-1 и 43-2, представляют собой резонансно флуоресцирующий контур. [c.220]

В работах [115, 121] приведены описания оптико-акустического метода лазерной спектроскопии, основанного на измерении изменения давления газовой смеси, находящейся в замкнутом объеме камеры спектроскопа. С помощью этого метода можно получать наиболее точную информацию о малых концентрациях таких стабильных изотопов, как , B, В N, N, входящих в состав сложных молекул. Метод позволяет осуществлять не только измерение абсолютных концентраций, но и контроль за их малыми вариациями, которые удается регистрировать на основе компенсационного метода измерения с использованием лазерного излучения на двух частотах, совпадающих с полосами поглощения соответствующих изотопов. Измерение относительного содержания изотопов в газовой смеси заключается в сравнении оптико-акустических сигналов двух каналов, в одном из которых находится исследуемая смесь изотопов, а в другом — эталонная. Подобный метод позволяет измерять относительные вариации изотопных отношений до 10 %. Предельная чувствительность метода определяется степенью стабилизации лазера [c.222]

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]

Основными спектроскопическими методами, пригодными для изучения матрично-изолированных молекул, являются электронная абсорбционная и эмиссионная спектроскопия в видимой и УФ-областях, ИК-спектроскопия поглощения и электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Электронные и колебательные спектры поглощения получают обычно на образцах, осажденных на охлажденных подложках, которые прозрачны в данной спектральной области (рис. 1.1, а). Эксперименты по электронной эмиссионной спектроскопии, которые включают возбуждение молекул под действием интенсивного облучения и регистрацию излучения матрицы спектрометром, удобнее проводить с образцом, осажденным на металлической подложке (рис. Л,б). Такая схема пригодна и для получения спектров комбинационного рассеяния (КР). В ЭПР-экопериментах образец находится в резонаторе ЭПР-спектрометра под действием сильного магнитного поля и радиочастотного излучения, поэтому матрицу часто осаждают на стержень или пластину из синтетического сапфира (рис. 1.1, в). [c.11]

Осн. приборы С. с.— Фурье спектрометры (см. Фурье спектроскопия), лазеры и субмиллиметровые спектрометры сверхвысокого разрешения, разрешающая способность и чувствительность к-рых в 10 раз выше, чем у Фурье спектрометров. Устройство таких спектрометров мало отличается от спектрометров электронного парамагнитного резонанса или циклотронного резонанса. Источником излучения в таком спектрометре служит лампа обратной волны. Питающее напряжение в нек-ром диапазоне изменяется плавной перестройкой Я, (сканирование). Схема выполняется из квазиоптич. устройств (см. Квазиоптика), а управление поляризацией, мощностью, отражением и пропусканием излучения осуществляется с помощью элементов из одномерных проволочных сеток. Они же служат отражающими зеркалами в открытых резонаторах, предназначенных для измерений к. Наиболее употребительны спектрометры с акустич. детекторами и охлаждаемыми приёмниками из InSb с электронной проводимостью. Для исследования газов применяются акустич. детекторы. Излучение модулируется по интенсивности звук, частотой, а в ячейку с газом помещают чувствит. микрофон, к-рый регистрирует колебания давления газа (с частотой модуляции), возникающие при нагреве газа, вызванном поглощением излучения. Вне линий поглощения детектор не реагирует на проходящее через ячейку излучение. [c.730]

Для анализа СО в ОГ применяются в основном методы инфракрасной спектроскопии (ИКС). ИКС базируется на селективном поглощении инфракрасного излучения в области длин волн 4,7 мкм. ИКС-анализаторы обладают высокой селективностью, стабильностью и надежностью показаний. Преимущественное распространение получили бездисперсионные анализаторы, работающие на полихроматическом излучении, в которых применяются оптико-акустические детекторы, заполненные анализируемым газом. Эти приборы отличают простота и надежность конструкции устойчивость к механическим и тепловым нагрузкам, что и определило их преимущественное распространение. При заполнении рабочих полостей другим газом (метаном, сернистым ангидридом, двуокисью углерода, окисью азота) и соответствующей корректировке оптической и измерительной систем ИКС-анализаторы могут быть использованы и для анализа других компонентов отработавщих газов. [c.20]

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]

Оптические квантовые генераторы оказали и, несомненно, будут оказывать в дальнейшем значительное влияние на развитие оптики. Изучение свойств самих лазеров существенно обогатили наши сведения о дифракционных и интерференционных явлениях (см. 228—230). Распространение мощного излучения, испущенного оптическим квантовым генератором, сопровождается так называемыми нелинейными явлениями. Некоторые из них — вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, вынужденное рассеяние крыла линии Рэлея и вынужденное температурное рассеяние — описаны в главе XXIX выше упоминались также многофотонное поглощение и многофотонная ионизация (см. 157), зависимость коэффициента поглощения от интенсивности света (см. 157), нелинейный или многофотонный фотоэффект (см. 179), многофотонное возбуждение и диссоциация молекул (см. 189), эффект Керра, обусловленный электрическим полем света (см. 152) сведения о других будут изложены в 224 и в гл. ХК1. Совокупность нелинейных явлений составляет содержание нелинейной оптики и нелинейной спектроскопии, которые сформировались в 60-е годы и продолжают быстро развиваться. [c.770]

Резонансные процессы на переходах между уровнями атомных ядер. У атомных ядер, как и у атомов, имеются уровни энергии. На переходах между уровнями испускаются и поглощаются кванты излучения с энергиями при-л ерно от 10 кэВ до 1 МэВ. ( )жlO "—10 с ) это есть кванты 7-излучения или, проще, у-кванты. Казалось бы, что для у-квантов должны наблюдаться процессы ядерного резонансного поглощения и ядерной резонансной флуоресценции, аналогичные соответствующим процессам в атомной спектроскопии. Однако наблюдать ядерные резонансные процессы долго не удавалось. Это объясняется обсуждавшимся выше эффектом отдачи частицы (в данном случае атомного ядра) при испускании и поглощении кванта излучения (у-кванта). [c.206]

А. Это так называемая граница или скачок поглощения серии К- Подобные же скачки поглощения имеются у всех химических элементов, но они часто лежат вне области длины волн, имеющих практическое приме- нение при просвечи- вании. Природа скач- 00 ков поглощения и ха рактерист и ческого излучения кроется во 20 взаимодействии рентгеновых лучей с электронными оболочками К, Ь, М и т. д. атомов химических элементов и составляет область рентгеновской спектроскопии [17]. [c.156]

На этом научные достижения 1913 г. не исчерпались. В этом году Нильс Бор создал атомную модель. Отмеченную выше трудность объяснения непрерывного испускания энергии при движении электронов вокруг ядра согласно классической электродинамике Бор преодолел, отказавшись от ее законов в области внутриатомных явлений. Он привлек для объяснения теорию квантов Планка, допустив, что пока электрон движется по некоторым дозволенным орбитам, он никакой энергии не излучает и не поглощает, излучение же или поглощение ее происходит целыми порциями (квантованно) при перескоке электрона на более близкую к ядру орбиту (излучение) или на более отдаленную от нее (поглощение). Таким образом, теоретический синтез охватил теперь не только великие физические открытия конца Х1Хв. в их слиянии с периодическим законом Менделеева, но и теорию квантов Планка, новую электродинамику (в качестве учения о движении электронов внутри атома) и данные спектроскопии. [c.453]

Сочетание таких характеристик лазеров, как узость линии излучения, способность настраиваться на определенную волну в некотором спектральном интервале (например, у органических лазеров) позволило получить разрешающую способность лазерных спектроскопов значительно выше, чем обычных [194]. В этом случае работа спектроскопа основана на прямом поглощении лазерного излучения исследуемым веществом, причем предельно допустимое разрешение определяется неоднородностью допле-ровского контура излучения. [c.219]

Лазеры широко используются в химической спектроскопии, где их роль сводится не только к стимулированию химических реакций, но и к определению характера их протекания. Импульсные лазеры применяются для фотолиза веществ, в котором участвуют микросекупдные и наносекундпые импульсы. Однако использование пикосекундных импульсов позволяет повысить разрешение системы на трн-четыре порядка и открывает новые возможности для исследования фотофизических процессов. Большая мощность излучения лазера может быть вложена в малый объем твердого тела, жидкой или газовой среды, вызывая эффект пиролиза. Это может быть использовано в области микроскопических исследований, а также для ускорения специфических реакций и других целей. При определенных условиях лазеры могут служить для возбуждения определенной степени свободы в потенциально реактивных молекулах, приводя их таким образом к селективно возбужденной химической реакции. Этот метод может быть использован для исследований реакций при воздействии на них тепловым источником. Новым применением лазеров в химии является фотохимическое разделение изотопов, при котором используются такие положительные моменты, как высокая интенсивность, узкая полоса излучения и возможность настройки лазера на определенную длину волны. Облучая систему атомов или молекул, среди которых имеются изотопные элементы с несколько смещенной линией поглощения, можно возбудить их селективно и известным способом отделить от общей системы. Таким образом удалось разделить изотопы водорода (дейтерия), бора, азота, кальция, титана, брома, бария, урана и т. д. [238]. [c.222]

СПЕКТРОСКОПИЯ (раздел физики, в котором изучают спектры оптические абсорбпионпая изучает спектры поглощения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового света акустическая — совокупность методов измерения фазовой скорости и коэффициента поглощения звуковых волн различных частот, распространяемых в веществе вакуумная — спектроскопия коротковолнового ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения, в которой применяют вакуумные спектральные приборы лазерная изучает полученные с помощью лазерного излучения спектры испускания, поглощения и рассеяния света мессбауэровская — метод изучения электрических и магнитных полей, создаваемых на атомных ядрах их окружением микроволновая — радиоспектроскопия электромагнитных волн сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн нелинейная — методы исследования строения вещества, основанные на нелинейных оптических явлениях оптико-акустическая — метод анализа вещества, основанный на изучении спектров поглощения света, возникающих [c.278]

АКТИВНАЯ ЛАЗЕРНАЯ СНЕКТРОСКОНЙЯ один из методов нелинейной спектроскопии, исс.педующий поглощение или рассеяние пучка света в среде, в к-рой предварительно (с помощью дополнит, лазерного излучения определ. частот) селективно возбуждены и (или) сфазированы изучаемые оптич. моды. Такое активное лазерное приготовление среды (накачка) меняет картину взаимодействия зондирующего (пробного) излучения со средой. [c.38]

АТОМНЫЕ СПЁКТРЫ — спектры поглощения и испускания свободных или слабо взаимодействующих атомов, возникающие при излучательных квантовых переходах между их уровнями энергии. А. с. наблюдаются для разреженных газов или паров и для плазмы. А. с. линейчатые, т. е. состоят из отд. спектральных линий, каждая из к-рых соот.ветствует переходу между двумя электронными уровнями энергии атома S и Sfi и характеризуется значением частоты v поглощаемого и испускаемого ал.-магн. излучения согласно условию частот Бора (см. Атомная физика) hv= —Si—Наряду с частотой, спектральная линия характеризуется волновым числом v/ (с — скорость света) и длиной волны к— h. Частоты спектральных линий выражают в с , волновые числа — в. m i, длины волн — в нм и мкм, а также в ангстремах (А). В спектроскопии волновые числа также обозначают буквой л=. [c.153]

Применение ИК-излучения. И. и. находит широкое применение в науч. исследованиях, при решении большого числа практич. задач, в военном деле и пр. Исследование спектров испускания и поглощения вешеств в ИК-области является дополпепием к исследованиям в видимой и УФ-областях н используется при изучении структуры электронной оболочки атомов, определения структуры молекул, а также для качеств, и количеств. спектрального анализа. Широкое применение для изучения структуры атомов и молекул и элементного состава вещества нашли ИК-лазеры (особенно с нерестрап-ваемой частотой см. Лазерная спектроскопия]. [c.183]

Высокая направленность и интенсивность лазерного излучения позволяет измерять малое поглощение ( — 10 см 1). Широко применяются абсорбционные спектрометры на основе диодных лазеров (разрешение 10 M i), а также фурье-спектрометры (см. Фуръе спектроскопия). Для повыше]ШЯ контрастности резонансов и исследований нелинейных явлении поглощающую среду помещают внутрь резонатора лазера (см. Внутрире-зоиаторная лазерная спектроскопия). [c.555]

В простейшем микроволновол спектрометре излучение генератора СВЧ пропускают через волноводную ячейку, заполненную исследуемым газом, и направляют на приёмник излучения, сигнал к-рого, пропорциональный принимаемой мощности, подаётся на регистрирующий прибор. Линии поглощения в газе регистрируют по уменьшению приходящей на приёмник мощности излучения определённых частот. Для новыше-ния чувствительности спектрометров используют модуляцию частот спектральных линий, действуя на частицы электрич. [Штарка эффект) или магн. Зеемана эффект) полем и выделяя сигнал на частоте модуляции. В миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах используют модуляцию частоты излучения источника и приём сигналов от линий поглощения по модуляции давления исследуемого газа при поглощении им моду-лиров. излучения (см. Субмиллиметровая спектроскопия). Большой запас чувствительности позволяет исследовать, напр., спектры нестабильных молекул, запрещённые спектры молекул, а также применять М. с. для молекулярного и изотопного спектрального анализов. Повышения чувствительности в разл. микроволновых спектрометрах достигают также накачкой вспомогат. излучения (т. н. двойной резонанс), сортировкой частиц по состояниям (см. Молекулярный генератор) и др. [c.133]

При больших интенсивностях излучения М. п., возможные в данном веществе, в значит, мере определяют оптич. свойства этого вещества. Так, при достаточно высокой интенсивности падающего лазерного излучения прозрачные вещества могут стать непрозрачными за счёт процессов МЕОгофотонного поглощения. М. п. составляют физ. основу ш1П)окого круга нелинейных оптич. явлений. На их наблюдении часто базируется большинство методов нелинейной спектроскопии. [c.168]

НОА может быть связана с лазерным нагревом оптически активной среды (тепловая НОА), с упорядочением ориентаций киральных (лево- и правоасимметричных) молекул в растворах под действием электрич. поля световой волны, с обратимой и необратимой деструкциями киральных структур в поле лазерного излучения. Особенный интерес для спектроскопии представляет исследование НОА, обусловленной электронными механизмами нелинейности, а именно нелокальностью нелинейного отклика среды (НОА-1) и анизотропией нелинейного поглощения (НОА-П). [c.305]

НЕЛИНЕЙНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ — совокупность методов оптич. спектроскопии, базирующихся на применении эффектов нелинейной оптики. Методами Н. с. исследуют нелинейные оптич. восприимчивости — их частотную дисперсию, симметричные свойства, изменения во времени и т. и., а также изменения линейных оптич. характеристик вещества (показателя преломления, коэф. поглощения, анизотропии и оптич. активности), вызванные нелинейным взаимодействием мощного оптич. (лазерного) излучения с исследуемым веществом, Н. с. относится к лазерной спектроскопии, т. к. для реализации всех методов Н. с. используется лазерное излучение одной или неск. длин волн. Одной из разновидностей Н. с. является активная лазерная спектроскопия. Первые работы по Н. с. появились в 1964—66, широкое развитие она получила после созда-Бия плавно перестраиваемых по частоте лазеров, а также лазеров со стабилизиров. узкими линиями генерации, лазеров, испускающих сверхкороткие световые импульсы с длительностью в пико- и фемтосекундном диапазонах, и др. [c.306]

Спектроскопия насыщения. В этом методе монохро-матич. лазерное излучение (излучение накачки) насыщает резонансную неоднородно уширенную спектральную линию поглощения (или излучения), а гораздо более слабый лазерный пучок, распространяющийся коллинеарно (сонаправленно либо навстречу) пучку накачки, зондирует индуциров. изменения в спектральном контуре линий (рис. 1). Мощное узкополосное лазерное излучение накачки вызывает перераспределение населённостей уровней энергии системы. Наиб, возмущению подвергается распределение населённо- [c.306]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...