Структура атомных спектров

В этом трудоемком исследовании измеренные значения частоты сравнивались с величиной действующего эталона (частота перехода между определенными уровнями структуры атомного спектра цезия), для чего пришлось создать ряд лазеров, генерирующих на разных частотах — от далекой инфракрасной области до видимой части спектра. [c.51]

Глава 2. Структура атомных спектров — канд. физ.-матем. наук доц. А. И. Одинцов-, [c.4]

ГЛАВА 2. СТРУКТУРА АТОМНЫХ СПЕКТРОВ [c.50]

Опыт показывает, что линии тонкой структуры, в свою очередь, тоже расщепляются. Это явление получило название сверхтонкой структуры атомных спектров. Объясняется такое расщепление взаимодействием магнитного момента атомного ядра с магнитным полем, создаваемым электронами атомной оболочки. При разных ориентациях спина ядра оно будет различно. [c.48]

П4.1.4. Спин ядра и его магнитный момент. Явление сверхтонкой структуры атомных спектров, когда происходит расщепление спектральных линий, можно объяснить наличием у атомных ядер собственного момента количества движения (спина) и магнитного момента (В. Паули, 1924 г.). Такое расщепление происходит в результате взаимодействия магнитного момента ядра с магнитным полем электронной атомной оболочки при разных ориентациях спина ядра оно будет различно. [c.492]

Своей массой и распределением заряда ядро влияет на энергетические уровни электронов в атоме. С этими эффектами связана сверхтонкая структура атомных спектров. Низкая точность измерений вначале позволила проводить опыты только с рентгеновским излучением. Применение лазеров позволило перейти к применению излучения в оптическом диапазоне. [c.89]

По сравнению с оптическим спектром рентгеновские спектры элементов обладают довольно простой структурой. Рентгеновские спектры характеризуются однообразием и наличием малого числа линий. При переходе от одного (легкого) элемента к другому (тяжелому) элементу единственное изменение в рентгеновском спектре заключается в смеш,ении линий в сторону коротких волн. Об этом свидетельствует схема рентгеновских спектров различных элементов (от кислорода до урана), представленная на pnj . 6.38, где по оси ординат отложены атомные номера элементов, а по оси — абсцисс — длина волны. [c.161]

Понятие спина электрона было введено в 1925 г. для объяснения тонкой структуры атомного излучения. В дальнейшем для объяснения сверхтонкой структуры оптических спектров было высказано предположение о существовании спина и магнитного момента у атомных ядер. Пои этом ввиду чрезвычайной малости сверхтонкого расщепления магнитный момент ядра должен быть примерно в 1000 раз меньше магнитного момента электрона. [c.18]

Другим основным свойством квантового мира является дискретная уровневая структура энергетического спектра атомных ядер и элементарных частиц (равно как и других микрообъектов — атомов, молекул). Макроскопические тела такой уровневой структуры не имеют. Пружину можно сжимать плавно, и ее внутренняя энергия будет плавно расти. Даже малая сила вызовет небольшое сжатие пружины и увеличение ее внутренней энергии. Но если бы мы уменьшили эту пружину в сотни миллионов раз, то все стало бы иначе из-за квантовых закономерностей. При слабых толчках пру- [c.19]

Для экспериментального определения спинов атомных ядер был предложен целый ряд методов. Более ранние из них связаны с изучением сверхтонкой структуры оптических спектров, более современные основаны на изучении поведения ядер в магнитном поле с помощью радиоспектроскопической техники. Все эти методы базируются на связи спина с магнитным моментом и будут изложены в следующем параграфе. Спины короткоживущих изотопов и ядер в возбужденных состояниях определяются методами ядерной спектроскопии (см., например, гл. VI, 6, п. 5), а также из ядерных реакций (см., например, гл. IV, 10) на основе закона сохранения момента количества движения, справедливого не только в классической, но и в квантовой теории. [c.45]

Старейшим методом определения спинов и магнитных моментов ядер является изучение сверхтонкой структуры оптических спектров атомов. Явление сверхтонкой структуры состоит в том, что магнитный момент ядра, взаимодействуя с магнитным моментом электронной оболочки, расщепляет электронные уровни за счет того, что энергия взаимодействия этих магнитных моментов зависит от их взаимной ориентации. Расщепление же электронных уровней приводит к тому, что оказывается расщепленной на несколько линий и спектральная частота соответствующего атомного электромагнитного излучения. Выясним закономерности этого расщепления. [c.48]

Как видно, изучение спектров двухатомных молекул является важным подспорьем при определении свойств ядер. Во-первых, существенной является возможность получить верный критерий того, равен ли момент / данного ядра нулю или нет выпадение каждой второй линии во вращательной структуре молекулярной полосы с несомненностью указывает на равенство нулю ядерного момента I. Изучение линий атомного спектра такого критерия не дает. Отсутствие сверхтонкой структуры линий еще не является гарантией того, что для ядра исследуемого атома 7 = 0, Ширина расщепления зависит от величины магнитного момента ядра x , и при малом его значении структура может оказаться за пределами разрешающей способности применяемой аппаратуры. Наконец, изучение сверхтонкой структуры атомных линий не дает сведений о том, какой статистике подчиняются ядра чередование же интенсивностей вращательных линий в полосах двухатомных молекул позволяет решить и этот вопрос. [c.579]

При > дискретная структура атомных уровней не проявляется, линейный и нелинейный оптический отклики вещества определяются электронными переходами в сплошном спектре—на смену нелинейной оптике атомов и молекул приходит нелинейная электронная физика. [c.291]

Однако с точки зрения классической физики нельзя было объяснить существование стабильных атомов такой структуры, так как в соответствии с законами электродинамики всякий электрон, движущийся по окружности вокруг ядра, должен терять свою энергию на излучение, постепенно приближаться к ядру и в конце концов упасть на него. При этом должна непрерывно меняться частота обращения электрона вокруг ядра и, следовательно, частота испускаемого атомом излучения. В то же время было известно, что атомные спектры имеют строго определенный дискретный и стационарный характер. [c.6]

Итак, экспериментальные исследования Резерф< )рда по рассеянию а-частиц при их прохождении через тонкие металлические листки показали, что основная масса атома и положительный электрический заряд сосредоточены в небольшой (lO — 10 м) центральной области атома, именуемой атомным ядром. В нейтральном атоме вокруг ядра обращается Z электронов. Такая мОт дель получила название ядерной модели атома. Ядерная модель атома в сочетании с квантовыми закономерностями объясняет возникновение и структуру атомных спектров процессы возбуждения и ионизации атомов, свойства молекул, свойства твердых тел (металлов) и т. д. [c.81]

Опыты Лэмба и Ризерфорда. Теория Дирака хорошо объясняет тонкую структуру атомных спектров как результат проявления спиновых и релятивистских эффектов. В соответствии с формулой (72.43) уровни энергии атома водорода зависят от главного квантового числа п и квантового числа у. Поэтому два различных состояния с одинаковыми п uj должны обладать одинаковой энергией. В частности, состояния должны обладать одинаковой энергией, причем их совпадение должно быть точным. Уже в 1934 г. спектроскописты высказывали сомнение в [c.400]

Учёт С. э.чектрона позволил В. Паули (W. Pauli) сформулировать принцип запрета, утверждавший, что в произвольной физ. системе не может быть двух электронов, находящихся в одном и том же квантовом состоянии (см. Паули принцип). Наличие у электрона С., равного i/j, объяснило мультиплетную структуру атомных спектров (тонкую структуру), особенности [c.631]

Развитие физики атома, атомного ядра и элементарных частиц потребовало введения ряда новых Ф. ф. к. Ридбер-га постоянной для бесконечной массы атомного ядра R , определяющей атомные спектры танкой структуры по-сто.чнной а, характеризующей эффекты квантовой электродинамики и тонкую структуру атомных спектров магнитных моментов электрона и протона и р константы Ферми Ср и угла ВайнберГа 0w, характеризующих эффекты слабого взаимодействия, массы промежуточных Z -и W-бозонов mz и являющихся переносчиками слабого взаимодействия, и т. д. Развитие физики сильных взаимодействий на основе кварковой модели составных адронов и квантовой хромодинамики, несомненно, приведёт к новым Ф. ф. к. С др. стороны, имеется тенденция к построению единой теории всех фундам. взаимодействий (эл.-магн., слабого, сильного и гравитационного, см. Великое объединение), что позволило бы уменьшить число независимых Ф. ф. к. Так, уже создана единая теория электрослабых взаимодействий (т. н. стандартная модель Вайнберга—Салама — 1лэшоу), в результате чего константа Ферми Ср перестаёт быть независимой и выражается через константы /г, а, 9w и mw [c.381]

Исследование сверхтонкой структуры атомных спектров. Экспериментально установлено сушествование тонкой структуры атомных спектральных линий, которая согласно нашим представлениям об атоме возникает из-за взаимодействия магнитного поля, создаваемого орбитальным движением электронов, с магнитным моментом, обусловленным наличием спинов у электронов. Это взаимодействие различно при разных направлениях спина, благодаря чему происходит расшепление линии на две. [c.48]

Широко известны различные примеры проявления этих специфических свойств лазерного излучения. Так, например, в различных прозрачных средах возникает его самофокусировка, т. е. нарушается один из основных законов оптики — закон прямолинейного распространения света. Самофокусировка обусловлена большой интенсивностью лазерного излучения, под действием которого изменяется коэффициент преломления среды. Другой хорошо известный пример — возможность разделения изотопов ла-эерным излучением за счет высокой монохроматичности излучения и его селективного воздействия па состояния сверхтонкой структуры атомных спектров. Когерентность лазерного излучения и, в частности, его экстремально малая расходимость позволяют фокусировать излучение в кружок, диаигетр которого порядка длины волны излучения, т. е. порядка 1 мкм. При длительности лазерного импульса порядка фемтосекунд длина цуга, т. е. той области пространства, где локализовано электромагнитное поле вдоль направления его распространения, составляет величину порядка 10 см, т. е. величину порядка длины волны излучения Можно привести и другие примеры, столь же принципиально противоречащие привычным представлениям, сложившимся в до-лазерную эпоху, когда существовали лишь некогерентные источники излучения. [c.6]

Метод встречных пучков нашел широкое прпмепение в лазерной спектроскопии высокого разрешения. Он используется для исследования тонкой и сверхтонкой структур атомных спектров, для измерения изотопически.х сдвигов уровпей, для наблюдения эффекта Штарка и эффекта Зеемана, для спектроскопии возбужденных электронных состояний молекул, в ряде сложных экспериментов, посвященных исследованию динамики переходных процессов, например распаду возбужденных состояний. [c.54]

Р = (4/3) (л/5) 2 (ДЛ/Л) = 1,06ДЛ/Л, (7) где АД — разность между большой и малой полуосями деформированного ядра. Квадрупольный момент ядра может быть найден из исследования сверхтонкой структуры атомных спектров. Эти измерения дают возможность определить знак и величину внутр. квадрупольного момента по ф-ле [c.458]

Богатый экспериментальный материал по атомным спектрам, накопленный к началу XX в., не имел теоретического обоснования. Почему спектры атомов линейчатые Чем объясняются наблюдаемые закономерности в структуре серий спектральных линий Как устроен атом и как связаны с его строением закономерности в спектре На все эти вопросы в то время ответа не было. Не был известен физический механизм испускания света атомом. Было неясно, в частности, что же именно испускает отдельный атом сразу все линии в спектре данного элемента или только одну линию из спектра. Первой точки зрения придерживался, например, Кайзер. Вторая была высказана в 1907 г. Конвеем, который полагал, [c.61]

И. Ф.— П, широко применяются в УФ-, видпмо1г п ИК-областях спектра при исследовании тонкой ir сверхтонкой структуры спектральных линий (см. Атомные спектры), для исследования модовой структуры излучения лазеров н т. п. И. Ф.— П. также используется как резонатор в лазерах. [c.175]

Набор К. ч., исчерпывающе определяющий состояние квантовой системы, паз. полны м. Совокупность состояний, отвечающая всем возмо/кным значениям К. ч. из полного набора, образует полную систему состояний. Так, состояния. электрона в атоме определяются четырьмя К. ч. соответственно четырём степеням свободы, связанным с тремя пространств, координатами и спином. Для атома водорода и водородоподобных атомов это главное К. ч. ( =1, 2,. . . ), орбитальное К. ч. ( =0, 1,. . и—1), магн. К. ч. mi, tni I) — проекция орбитального момента на нек-рое направление и К. ч. проекции спина (т = = —Vi)- Др- набор К. ч., более пригодный для описания атомных спектров при учёте спин-орбитальиого взаимодействия (определяющего тонкую структуру уровней, энергии), получается при использовании вместо пц и trig К. ч. полного момента кол-ва движения (y Z —I/./) и К. ч. проекции полного момента (т , [c.328]

МЙКРО... (от греч. mikros — малый) — приставка к наименованию единицы измерения для образования наименования дольной единицы, составляю1цей одну миллионную долю от исходной единицы. Обозначается мк, U. Напр., 1 МКС (микросекунда) = 10" с. МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ — область радиоспектроскопии, в к-рой спектры атомов и молекул в газовой фазе исследуют в диапазоне от дециметровых до субмиллиметровых длин волн (10 — IQi Гц). Объектами М. с. являются вращательные и НЧ колебательные спектры молекул, молекулярных ионов, комплексов и радикалов, тонкая и сверхтонкая структура молекулярных спектров, спектры тонкой и сверхтонкой структуры атомов и ионов, электронные спектры возбуждённых атомов (см. Молекулярные спектры. Атомные спектры). В микроволновых спектрометрах используют монохроматические, перестраиваемые по частоте источники излучения — генераторы СВЧ [c.133]

Число нуклонов в ядре определяется целым массовым числом Л. Как видно из фиг. 1, известно около 275 сортов устойчивых ядер. За исключением А = 5,8, 43 и 61, все значения Л от 1 до 209 представлены известными устойчивыми ядрами, существующими в природе. Ядра с одинаковыми 2, но разными А, называются изотопами. Поскольку изотопы являются разными сортами одного и того же элемента, они обладают одинаковьши химическими свойствами и, следовательно, не могут быть разделены химическими методами. Примерное содержание различных изотопов в данном элементе может быть определено либо из сверхтонкой структуры полосатых спектров, либо при помсшщ масс-спектрографа. Последний дает также точный метод определения относительной массы, т. е. атомного веса, отдельных изотопов многих элементов. [c.6]

При спектральном эмиссионном анализе обычно используются атомные спектры испускания атомов и ионов, которые находятся в свободном парообразном состоянии. Они носят линейчатый характер структура спектров однозначно связана с энергетической структурой электронных уровней атомов и ионов химических элементов. Поэтому эмиссионный анализ пногда называют атомарным или элементарным химическим анализом. [c.585]

Результаты исследований процесса нелинейной ионизации атомов указывают на еще одно принципиальное отличие этого процесса от всех однофотонных процессов — сильное влияние внешнего ионизующего поля на исходную структуру атома. За исключением отдельных частных случаев, требующих для своей реализации экстремально малой напряженности внешнего поля (например, в случае малофотонных нерезонансных процессов), во всех других случаях возмущение исходного атомного спектра электронных связанных состояний или различные другие процессы играют существенную, а иногда и определяющую роль при нелинейной ионизации атома. Изменение структуры исходного невозмущенного атома происходит за счет таких процессов, как резонансное перемешивание атомных уровней (см. [1.2] гл. VI), и нерезонансный динамический эффект Штарка (гл. IV, VI). Рассмотрим кратко физическую сущность этих эффектов. [c.19]

Если источник излучает в узком спектральном диапазоне, то каждая линия спектра определяет свою картину полос. Обрабатывая на микроденситометре фотографию полученной интерференционной картины, можно с соответствующим разрешением получить спектр источника. Этот метод широко применяется для изучения сверхтонкой структуры атомов, откуда в свою очередь можно получить информацию о структуре атомного ядра. Современные интерферометры Фабри — Перо используются при изучении комбинационного. [c.565]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...