Атомный пучок

Особые свойства лазерного излучения — высокая спектральная чистота и пространственная когерентность — позволяют, сильно увеличивая давление света, найти ему разные применения. Это стало возможным благодаря фокусировке лазерного луча в пятно с радиусом, равным одной длине волны. Оказалось, что силы давления, вызываемые сфокусированным лазерным светом, достаточно велики для перемещения маленьких частиц в различных средах. Используя сфокусированный лазерный пучок, удается сообщить как крошечным микроскопическим частицам, так и отдельным атомам и молекулам ускорения, в миллионы раз превосходящие ускорение свободного падения. Подобное увеличение давления света в луче лазера может найти весьма широкие применения в разных областях науки и практики. Так, например, используя такое высокое давление, в принципе возможно производить разделение изотопов, разделение частиц в жидкости, ускорение до больших скоростей электрически нейтральных частиц, проведение анализа атомных пучков и т. д. [c.353]

Опыты с нейтронными и молекулярными (атомными) пучками полностью подтвердили уравнение де Бройля в применении к тяжелым корпускулам. Благодаря этому было экспериментально доказано, что волновые свойства являются универсальным свойством всех частиц. Они не обусловлены какими-то особенностями внутреннего строения той или иной корпускулы, а отражают общий закон движения частиц. [c.64]

Возбуждение источника каскадного излучения пар фотонов. Перевод атомов кальция на верхний возбужденный уровень (см. рис. 152) осуществлялся прямым двухфотонным возбуждением посредством двух лазеров криптонового лазера с А, = = 406 нм и перестраиваемого лазера с А, = 581 нм, настроенного на резонанс для двухфотонного процесса. Излучение лазеров имеет параллельную поляризацию и фокусируется на пучок атомов кальция. Мощность каждого лазера составляла несколько десятков милливатт, а их излучение фокусировалось на площадь менее 0,01 мм атомного пучка с концентрацией примерно 10 ° атомов/см . При этих условиях частота каскадных переходов, при которых излучаются пары фотонов, превосходит 10 каскадов/с. Была обеспечена также высокая стабильность частоты каскадных переходов (лучше чем 1% в течение нескольких часов). [c.423]

Наличие у атомов магнитных моментов и явление пространственного квантования было подтверждено опытами Штерна и Герлаха по отклонению атомных пучков в неоднородном магнитном поле (рис. 17). В сосуде с высоким вакуумом с помощью диафрагм В а В создается резко ограниченный атомный пучок элемента, испаряемого в печке К. Прежде чем оставить след на пластинке Р, пучок проходит через интенсивное и неоднородное магнитное поле, вызванное электромагнитом с наконечниками N а S специальной формы один из них (N) имеет вид призмы с острым ребром, а вдоль другого ( S) выточена канавка. Если fi есть магнитный момент [c.37]

У калия разности между термами rtd настолько малы, что могут быть разрешены лишь с помощью приборов с большой разрешающей силой , порядок термов nd Dj при этом оказывается обращенным. Термы nf Fj — не разрешены. У натрия же расщепление термов nd Dj настолько мало, что они смогли быть разрешены лишь при употреблении в качестве источника света атомного пучка, возбужденного электронами, о чем было уже сказано в 12. Расщепление термов Na I, 3d 20 равно 0.0494 см , а термов 4d Dj — [c.139]

Значительных успехов в наблюдении эффекта Зеемана на сверхтонких компонентах удалось достичь, пользуясь поглощением в атомных пучках. [c.537]

И Герлаха ( 6) наблюдалось расщепление атомного пучка, пролетающего ь неоднородном магнитном поле. Отклонение частиц определяется величиной проекции [JL. их магнитного момента на направление поля Н и значением [c.567]

Однако чего-либо принципиально нового указанные опыты с атомными пучками не дают магнитный момент атомных ядер снова может быть рассчитан лишь по расщеплению термов. Поэтому особый интерес представляет то дальнейшее развитие метода атомных и молекулярных пучков, которое позволило измерить величину jji- . [c.567]

Техника О. о. атомов проста. Атомарный пар в прозрачной колбе с буферным газом (или буферным покрытием стенок) облучается светом газового разряда в парах того же элемента, к-рый подвергается ориентации. Ориентирующий свет перед облучением паров поляризуется и фильтруется по частоте. Постоянные и переменные магн. ноля, налагаемые на рабочий объём, изменяют состояние ориентации, что фиксируется обычно с помощью фотодетектора, измеряющего интенсивность прошедшего света. Часто О. о. осуществляется в атомных пучках. [c.440]

Хорошо известно, что если имеется направленный пучок излучающих атомов и свечение наблюдается в направлении, перпендикулярном этому движению, то допплеровское уширение значительно уменьшается. Это явление положено в основу источников света с атомным пучком. [c.65]

Принципиальная схема получения атомного пучка несложна. Необходимыми частями установки являются (рис. 38) источник 1 лучистой энергии (света), представляющий собой сосуд, наполненный газом или паром, с отверстием для свободного выхода атомов коллиматор-ная система 2, определяющая вместе со щелью источника геометрическую форму атомного пучка (в самом простейшем случае коллиматорную систему можно свести всего к одной диафрагме), вакуумный кожух <3, в котором размещены все части установки, и детектор 4 для обнаружения атомного пучка. В качестве возбудителя в случае, когда атомный пучок используют как источник света, может служить поток электронов, направленный либо перпендикулярно, либо навстречу летящим атомам. [c.65]

Чтобы создать атомный пучок из паров металла, используют вакуумную печь дая плавки этого металла. Печь плотно закрывают крышкой, в которой есть небольшое отверстие в виде прямоугольной щели, называемой апертурой печи. Конструкция печи зависит от свойств того вещества, атомный пучок которого желательно получить. Выбор материала для печи также определяется температурой плавления и химическими свойствами вещества, так как он не должен вступать в химическую реакцию или сплавляться с этим веществом. При таких веществах, как Hg, Са, Zn, d и др., необходимое давление паров которых достигается при сравнительно низких температурах, материалом для печи может служить фосфористая бронза, никель, медь или стекло при более тугоплавких веществах — сталь, молибден, тантал и др. [c.65]

Контролируют температуру печи с помощью впаянной туда термопары. Фокусируют атомные пучки, как уже упоминалось, с помощью коллиматорной щели, установленной строго параллельно апертурной щели печи. Коллиматорные системы, состоящие из целого ряда диафрагм со щелями, нужны в том случае, когда требуется длинный и узкий атомный пучок. Если же достаточно вырезать небольшой поток направленных частиц, коллиматорную систему можно свести к одной диафрагме. Что касается вакуумного кожуха, то совершенно очевидно, что он должен быть сконструирован с учетом требований современной вакуумной техники. Давление внутри кожуха следует поддерживать все время на таком уровне, чтобы длина свободного пробега атомов превышала в несколько раз реальную длину пучка. Чем длиннее желательно иметь пучок, тем выше должен быть вакуум. [c.66]

В зависимости от внешних условий и свойств излучающего атома преобладать может либо та, либо другая причина уширения. При достаточно низких давлениях основную роль играет допплеровское уширение в видимой области спектра Асод a 10 с (Т = 500 К, атомный вес 20). Естественная ширина обычно значительно меньше ( 10 " ). Поэтому для ее изучения Вин и применял в качестве источника света атомный пучок (каналовые лучи, см. 158). Понятно, что уширение из-за неупругих столкновений и фазовой модуляции увеличивается с ростом давления, так как при этом сокращается время свободного пробега. Обычно уширение из-за столкновений становится заметным при давлениях, превышающих 10 мм рт. ст., и начинает преобладать при давлениях порядка атмосферы. [c.741]

Еще более узкие линии удается получить в источниках света с атомными пучками, где наблюдается излучение (или поглощение) света атомами, летящими в высоком вакууме в виде направленного пучка. В атомном пучке доплеровское ущирение может быть практически полностью устранено, что позволяет получить линии с шириной порядка 0,001 см [c.73]

Для получения более надежных значений Копферман, Вессель и др. наблюдали поглощение линий в атомном пучке. Концентрация ато- [c.400]

Джексон и Кун исследовали этим методом резонансные линии Li, Na, К и kg [ ]. Линии поглощения наблюдались на фоне расширенных линий испускания поглощающий атомный пучок помещался в магнитном поле. При работе с калием для усиления поглощения свет последовательно проходил через три пучка. При исследовании натрия наблюдения велись с помощью мультиплекса, составленного из двух эталонов, один из которых имел толщину в 2 см, а другой — 8 см. Такой мультиплекс имел дисперсионный [c.538]

Следовательно, в опыте Ы1терна и Герлаха атомный пучок расщепляется на 2J+ 1 равноотстоящих друг от друга пучков и воспроизводит зеема- [c.567]

Впоследствии был разработан метод, получивший название нулевого основанный на том, что при переходе от слабого к сильному полю отдельные подуровни могут пересекаться и поэтому регистрируемая приемником интенсивность пучка дает при возрастании поля максимумы. Таким образом, по отклонению атомных пучков в неоднородном магнитном поле оказалось возможным определить значение ядерных моментов / и величину расщепления нормального терма — последнюю в некоторых случаях с точностью, превышающей спектроскопическую. Это обусловлено тем, что флуктуации тепловых скоростей в меньшей степени влияют на резкость атомных пучков, чем на резкость спектральных линий, так как с увеличением температуры возрастает скорость частиц v и, следовательно, уменьшается время их пролета в поле i ]. [c.567]

В качестве дальнейшего применения радиочастотного метода укажем на определение лэмбовского сдвига в атоме водорода. Как было сказано в 26, в результате сдвига уровни 2 5,/ и 2 2р, водорода отстоят друг от друга приблизительно на 0,035 в то время как по теории Дирака они должны точно совпадать между собой. Идея опыта Лэмба и Ризерфорда [i3o-i32j основана на том, что уровень 2 Si/ является метастабильным. Если атомный пучок водорода подвергнуть возбуждению, то можно накопить значительную концентрацию атомов водорода в состоянии 2 (рис. 330). [c.575]

Рост пленок на подложке при ионном распылении. Атомы, выбитые из мишени при ионЕЮм распылении, могут обладать значительной энергией (порядка десятков электрон-вольт), причем относительная доля таких атомов увеличивается с ростом энергии бомбардирующих ионов. Это определяет специфику процесса конденсации атомов на подложке при ионном напылении — отсутствие критической температуры и критической плотности атомного пучка. [c.69]

МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ГЕНЕРАТОР — первый квантовый генератор, в к-ром эл.-магн. колебания СВЧ генерировались за счёт вынужденных квантовых переходов молекул NH3 (см. Квантовая электроника). М. г. создан в 1954 Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым и независимо от них Ч. Таунсом (СЬ. To 44ies), Дж. Гордоном (J. Gordon) и X, Цайгером (Н. Zeiger). Оба варианта М. г. работали на пучке молекул аммиака (см. Молекулярные и атомные пучки) и генерировали эл.-магн. колебания с частотой <и = 24 840 МГц (X = = 1,24 см). [c.205]

П. и. используется в ионных источниках, детекторах молекулярных и атомных пучков (включая селективные детекторы и газоанализаторы органич. соединений), для компенсации объёмного заряда электронов в разл. устройствах. П. и, позволяет исследовать мн, физи-ко-хим. процессы на поверхности твёрдого тела, а также свойства частиц и поверхности твёрдого тела. Применяются свыше 30 поверхностно-ионизационных методов для определений К и 5 атомов, молекул и радикалов кинетич. характеристик термо десорбции этих частиц в виде ионов и в нейтральном состоянии для изучения реакций на поверхности твёрдого тела фазовых переходов в адсорбированных слоях для определения активности катализаторов в гетерогенных реакциях диссоциации и др. Эти методы пригодны при вы-соких Т и имеют большую чувствительность, если а 1, Существуют комбинированные методы, в к-рых П. и. сочетается с термоэлектронной эмиссией, С элект-рОЕЕО-стимулированной десорбцией и др. [c.646]

РАБИ метод — метод исследования энергетич. структуры атомов и молекул, основанный ва явленвв резонансного поглощения радиочастотного поля при совпадении частоты поля с частотой квантового перехода в этих системах. Разработан И. Рабп (I. Rabi) в 1938 для молекулярных и атомных пучков. [c.192]

В косвенных методах резонансное поглощение радиочастотного поля регистрируют по изме-вению (обычно небольшому) нек-рых макроскопич. характеристик вещества. Ими могут быть, напр., интенсивность и поляризация оптич. люминесценции (оптич. детектирование), анизотропия у- и Р-радиоакт. излуче-иия, траектории молекулярных и атомных пучков в неоднородном внеш. поле (см. также Раби метод), темп-ра образца, его способность к нек-рым хим. реакциям и пр. К косвенным методам можно отнести также двойные резонансы, в к-рых поглощение квантов одной частоты регистрируют по отклику на другой частоте. Для расширения возможностей Р, используют иногокваитовые и параметрич. эффекты, акустич. методы (см., напр., Акустический парамагнитный резонанс). В ВЧ-области диапазона радиоволн (частота выше 10 Гц) Р. по своим методам и объектам исследования приближается к ИК-спектроскопии (см. Субмиллиметровая спектроскопия). [c.235]

Совр. эталоны частоты опираются на спектральные линии атомов Сз, наблюдаемые в атомных пучках (см. Квантовые стандарты частоты). По получаемой т. о. эталонной частоте производят автоматич. подстройку частоты вспомогат. кварцевого генератора, а по его сигналу при помощи синтезатора получают набор эталонных частот, служащих для калибровки вторичных стандартов (мер) частоты. [c.659]

Дальнейшее уменьшение погрешности эталонов зас-тоты может быть достигнуто путём сужения спектральных линий атомов, служащих реперами частоты, напр. охлаждением атомных пучков или наблюдением спектральных линий атомов, удерживаемых в эл.-магн. ловушках. м, Ё. Ёаботинский. [c.659]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...