Взаимодействие ва атомном уровне

ЧЁТНОСТЬ УРОВНЯ—чётность состояния физ. системы (чётность волновой функции), соответствующего данному уровню энергии системы. Такая характеристика уровней возможна для системы частиц, между к-рыми действуют эл.-магн. или ядерные силы, сохраняющие чётность. При учёте слабого взаимодействия к состоянию с данной чётностью добавляется незначит. примесь состояния с противоположной чётностью (в атомах и атомных ядрах относит. величина такой примеси обычно невелика 10 — 10 " ). Если уровень энергии вырожден так, что ему принадлежат волновые ф-ции с разной чётностью (как, напр., для возбуждённых уровней атома водорода), то возможны состояния, описываемые суперпозицией таких волновых ф-ций, т. е. вырожденный уровень может не обладать опре-дел. чётностью (даже в том случае, когда действующие в системе силы сохраняют чётность). С. С. Герштейн. [c.459]

Лазерное излучение (непрерывное, импульсно-периодическое) - это поток квантов энергии в оптическом диапазоне, возникший в результате перехода системы микрочастиц на более низкий энергетический уровень с выделением энергии квантов. Это излучение возникает от взаимодействия электромагнитного поля с частотой, соответствующей положению линий спектра поглощения света атомными системами. [c.240]

Энергетические уровни изолированного иона Nd +. Сначала обратимся к структуре энергетических уровней изолированного иона неодима. Эта структура согласно законам атомной физики задается, во-первых, кулоновским взаимодействием электронов оболочки (у нас 4 /) с ядром и друг с другом и, во-вторых, размером и характером взаимодействия суммарных орбитального п спинового S моментов электронов оболочки [26]. Каждый энергетический уровень иона (или атома) обозначается специальным символом (рис. 1.4). Буквенная часть символа показывает орбитальное квантовое число L S—О, Р—1, D—2, F—3, G—4, Я—5, I—6. Число вверху слева определяет мультиплетность уровня (2S-fl), т. е. число подуровней, на которое он может быть расщеплен, учитывая влияние суммарного спина электронов обо- [c.14]

Как известно из физики, спектры излучения различных веществ в газообразном состоянии, когда отдельные атомы удалены друг от друга на весьма большие расстояния, являются линейчатыми. Это дает основание заключить, что в отдельных, не взаимодействующих друг с другом атомах имеются вполне определенные энергетические состояния [энергетические уровни) электронов. Чем дальше находится электрон от атомного ядра, тем выше его энергетический уровень. [c.48]

В простой, модели, использованной выше, первый возбуждённый уровень шестикратно вырожден, если пренебречь спином, так как каждый ион хлора имеет шесть равноудаленных соседних ионов щелочного металла. Такое вырождение является частично случайным, поскольку эти шесть функций не обязаны обладать соответствующей симметрией, для того чтобы иметь ту же самую энергию в кубическом кристалле. Таким образом, вырожденные уровни будут расщепляться, если принять во внимание взаимодействие между атомами. В первом приближении новые функции будут линейными комбинациями шести функций ф,, которые соответствуют разделённым щелочным ионам. Электронное распределение новых функций должно простираться на все шесть соседних ионов. Наинизшее состояние, очевидно, выражается симметричной функцией, образованной суммированием всех шести ф, и аналогичной атомной -функции. Выше этого уровня имеется трижды вырожденная серия уровней, аналогичная трём атомным р-функ-циям, и дважды вырожденный уровень, не имеющий атомной аналогии. Две из четырёх возможностей для двухмерного случая изображены на рис. 186. [c.436]

Когда атомное число Z велико, электронные оболочки Кг L, М. .., соответствующие значениям 1, 2, 3. .. главного квантового числа п, заполняются в соответствии с принципом Паули. Поглощение рентгеновского кванта hv с энергией порядка 10 эВ приводит не к переходу электрона с глубокого уровня на уже занятый более высокий уровень, а к удалению этого электрона, т. е. к ионизации атома. Необходимая для этого работа равна энергии кулоновского взаимодействия электрона с ядром, если нет других электронов, и определяется выражением для энергетического уровня атома водорода (задача 69) [c.365]

Сложность взаимных связей механизмов ионизации делает общий анализ очень трудным. Однако в основном скорость образования электронов и ионов в атмосфере определяется плотностью столкновений нейтронов и поглощения -излучения. Как можно видеть из уравнений (15.26) и (15.27), эти величины зависят от величины утечки нейтронов и Y-излучения из реактора и коэффициентов взаимодействия и поглощения воздуха. Важным фактором является также окончательное распределение энергии между процессами атомной и молекулярной ионизации и молекулярной диссоциации. Очень грубая оценка основных эффектов показывает, что равновесная плотность ионов в воздухе на уровне моря и на расстоянии 40 футов от незащищенного реактора мощностью 5000 Мет может составлять от 10 до 10 частиц см [5, 34]. Такой уровень ионизации будет вызывать значительное затухание сигналов при частотах ниже нескольких сотен мегагерц, однако не сбудет значительно влиять на передачу сигналов на частотах выше нескольких тысяч мегагерц [35]. Ионизация воздуха уменьшается с увеличением расстояния от реактора таким образом, электронное оборудование для связи (включая антенны) должно быть размещено достаточно далеко от реактора, чтобы обеспечить наи- более широкий диапазон частот, используемых для микроволновой связи. [c.541]

Некоторые виды переходов, характерных для атомов решетки или электронов в твердом теле, приводят к поглощению в видимой области. При поглощении кванта электромагнитной энергии электрон может перейти на расположенный выше свободный уровень, а атомы переходят на более высокие колебательные или вращательные уровни. При наличии взаимодействия между атомными и электронными уровнями оба типа уровней возбуждаются одновременно. Оптическая спектроскопия является одним из самых эффективных методов исследования электронной структуры твердого тела метод позволяет, используя ту или иную модель электронной структуры твердого тела (или связи на языке химии), проверить результаты квантовомеханического расчета энергии дозволенных уровней. [c.76]

Квадратичный штарк-эффект может наблюдаться и в атомных систе.мах с одним электроном (в атоме водорода и в водородоподобных ионах). В этом случае дополнительная энергия, пропорциональная < , обусловлена взаимодействием некоторых уровней атома, возмущающих друг друга. Это имеет место, когда энергия взаимодействия атома с полем становится сравнимой с энергетическим расстоянием между соседними уровнями. Например, в водородном атоме имеется очень малое тонкое расщепление уровней. В очень слабых электрических полях штарковское смещение уровней меньше величины тонкого расщепления, и наблюдается линейный эффект Штарка. При увеличении поля в результате возрастающего щтарковского расщепления уровней происходит их сближение. Они начинают взаимодействовать друг с другом. Наиболее сильно взаимодействуют уровни с одинаковым главным квантовым числом п, но с разными побочными квантовыми числами I, различающимися на единицу. Например, уровень Р, у которого 1=1, сильно возмущается близкими уровнями 8 и имеющими соответственно 1=6 и 1 = 2. В результате такого взаимодействия к линейному штарк-эффекту добавляется квадратичный. [c.265]

Распределение зарядовой плотностн в ферромагн. металлах (Fe, Ni, Со) близко к атомному [3]. Двойств, характер поведения d-электропов обусловлен тем, что перекрытие d-орбиталей соседних атомов в переходных металлах оказывается значительным, и электроны имеют возможность перемещаться по всему образцу. Б результате атомный d-уровень у1лнряется и образуется d-зона. В то же время между d-электронами существует кулоновское взаимодействие. Иаиб. значит, вклад в энергию взаимодействия вносит кулоновское отталкивание электронов с противоположными направлениями проекции спина, находящихся вблизи одного п того >ко узла кристаллит, решётки. Энергия взаимодействия двух таких электронов [c.93]

Квантовая механика была положена в основу бурно развивающейся физики элементарных частиц, в к-рой представления о П. ив. столкнулись с еще большими трудностями. Оказалось, что микромир является сложной многоуровневой системой, на каждой уровне к-рой господствуют специфич. виды взаимодействий и характерные специфик, свойства пространственно-временных отношений. Область доступных в эксперименте мйкроскопич. интервалов условно можно поделить на четыре уровня уровень молекулярно-атомных явлений (10" см < < 10"Ч- см) уровеш [c.160]

Рассмотрим теперь наиболее интересный класс эксимерных лазеров, в которых атом инертного газа (например, Аг, Кг, Хе) в возбужденном состоянии соединяется с атомом галогена (например, F, С1), что приводит к образованию эксимерагалоге-нидов инертных газов. В качестве конкретных примеров укажем ArF (Я, = 193 нм), KrF (А, = 248 нм), ХеС1 (А, =309 нм) и ХеР (А, = 351 нм), которые генерируют все в УФ-диапазоне. То, почему галогениды инертных газов легко образуются в возбужденном состоянии, становится ясным, если учесть, что в возбужденном состоянии атомы инертных газов становятся химически сходными с атомами щелочных металлов, которые, как известно, легко вступают в реакцию с галогенами. Эта аналогия указывает также на то, что в возбужденном состоянии связь имеет ионный характер в процессе образования связи возбужденный электрон переходит от атома инертного газа к атому галогена, Поэтому подобное связанное состояние также называют состоянием с переносом заряда, Рассмотрим теперь подробнее КгР-лазер, так как он представляет собой один из наиболее важных лазеров данной категории. На рис, 6.26 приведена диаграмма потенциальной энергии молекулы KrF, Верхний лазерный уровень является состоянием с переносом заряда и ионной связью, которое при R = oo отвечает состоянию положительного иона Кг и состоянию 5 отрицательного иона F. Поэтому энергия при R = оо равна потенциалу ионизации атома криптона минус сродство атома фтора к электрону. При больших межъядерных расстояниях кривая энергии подчиняется закону Кулона. Таким образом, потенциал взаимодействия между двумя ионами простирается на гораздо большее расстояние (5— ЮЛ), чем в случае, когда преобладает ковалентное взаимодействие (ср., например, с рис, 6.24), Нижнее состояние имеет ковалентную связь и при R = oo отвечает состоянию 5 атома криптона и состоянию атома фтора. Таким образом, в основном состоянии атомные состояния инертного газа и галогена меняются местами. В результате взаимодействия соответствующих орбиталей верхнее и нижнее состояния при малых межъядерных расстояниях расщепляются на состояния 2 и П. Генерация происходит на переходе поскольку он имеет наибольшее [c.383]

Так же как и в случае диполей, при взаимодействии двух атомов снимается вырождение и совпадающие атомные уровн расщепляются. Энергия одного уровня понижается, а другого-повышается по сравнению с невозмущенными атомными уровнями. Понижение одного из молекулярных уровней показывает, что при сближении атомов и перекрывании волновых функций валентных электронов общая энергия системы понижается, что соответствует возникновению сил притяжения между атомами. Так как Э<1, то нижний молекулярный уровень описывается симметричной комбинацией атомных орбит i i=i a + i 6, а верхний — антисимметричной. Поскольку 5>0, Ё]< 2—Еа (с Зедовательно, верхний уровень /Гг повышается быстрее, чем понижается нижний Е ). [c.25]

Трансформация атомной структуры при этом показана на рис. 7.12, а—в. Рис. 7.12, а соответствует моменту времени, когда одна часть кристаллита начинает смещаться относительно другой рис. 7.12, б — следующей стадии деформации, на которой проявляется взаимодействие возмущений, обусловленных периодическими граничными условиями по оси ОУ (см. рис. 7.11, а). Видно, что в результате взаимодействия ударной волны с системой включений кристаллит делится на развернутые друг относительно друга фрагменты. Кроме того, внутри фрагментов некоторые зоны разориенти-рованы. Характерно, что области интенсивных поворотов могут релаксировать в отдельный фрагмент (см. рис. 7.12, б, в, более темная область), т. е. образовывать фрагменты (формировать новый структурный уровень), предшествующие стадии интенсивных поворотов элементов. [c.226]

Рассмотрим идеальный ионный кристалл, например кристалл гало-идно-щёлочного соединения илн какой-либо щёлочно-земельной соли. Если пренебречь тепловыми эффектами, то атомы в нормальном электронном состоянии занимают узлы решётки. Предположим, что с помощью электронов илн световых квантов мы возбуждаем кристалл до более высокого электронного уровня. Вследствие этого образуются возбуждённый электрон и дырка , которые должны двигаться вместе, слн возбуждённое состояние не является состоянием проводимости. Согласно принципу Франка-Кондона, в первый момент после возбуждения кристалл ещё имеет равновесное атомное расположение, соответствующее наинизшему уровню энергии. Затем, как мы видели в предыдущей главе, на фоне квазинепрерывных полос появляются возбуждённые уровни, причём каждый уровень соответствует экситону, движущемуся с определённой скоростью. Если экситон возник благодаря оптической абсорбции, то он обычно движется медленно вследствие того, что правило отбора запрещает переходы, при которых волновой вектор экситона лежит очень далеко от центра зоны, и вследствие того, что групповая скорость grads( )/A равна нулю, когда волновое число равно нулю. Это правило отбора, конечно, недействительно, если экситон возник благодаря действию катодных лучей или альфа-частиц, которые имеют значительный импульс следовательно, в этих случаях экситоны могут двигаться с большей скоростью. Если экситон рассматривать как возбуждённый нон, то легко видеть, что решётка вблизи экситона находится в напряжённом состоянии в случае нормального атомного расположения, так как возбуждённый и нормальный ионы обычно взаимодействуют по-разному со своими соседями. Эти напряжения должны возбудить колебания возбуждённого атома около нового равновесного положения, если экситон находится в покое. Однако если он движется хотя бы медленно, атомы вблизи экситона не смогут уда- [c.477]

Рис. 217. Схематическое представление возможных положений нормальных и возбуждённых состояний диэлектрика как функций атомного расположения. Нижияя кривая соответствует нормальному состоянию, и её минимум определяет нормальное атомное расположение. Заштрихованная область соответствует уровням движущегося экситона. Их минимум находится в точке /4, так как решётка не может перейти полностью в равновесное состояние, когда экситон движется. Дискретный уровень, который отходит от этой полосы, представляет состояние, когда экситон покоится. Его минимум не совпадает с точкой А вследствие того, что взаимодействие между нормальными и возбуждёнными атомами различное.

Уравнение (3.86) относится к одной частоте V возмуп1ающего элек" тромагнитного поля и дает вероятность того, что излучение такой частоты индуцирует переход с уровня а па уровень Ъ в результате взаимодействия с атомной системой в течение времени I. На рис. 3.1 представлена вероятность Ь(01 как функция V в предположении, чго член и фигурных скобках (3.86) меняется слабо. Видно, что [c.84]

Приближение сильного сигнала. Рассмотрение, проведенное нами в пп. 3.3 и 3.4, основывалось на приближении слабого сигиала постольку, поскольку предполагалось, что вероятность обнаружения атома па верхнем уровне остается постоянной в течение времени взаимодействия излучения с атомной системой. Б основе аппроксимации п. 3.3 лежало предположение, что временная зависимость коэффициента, описывающего верхний уро-лень, определяется только мнимой экспонентой (см. уравнение (3.78)). Далее вычислялась вероятность нахождения атома на нижнем уровне и для случая широкополосного излучения было найдено, что с переходом с верхнего на нижний уровень можно связать не зависящую от времени вероятность перехода. В п. 3.4 влияние атома на монохроматическое поле излучения было проанализировано в рамках представления о наведенной поляризации [c.89]

Однако когда мы переходим к изучению взаимодействия большого числа атомов с полем излучения, связать волновую функцию с системой как целым (т. е. с активной средой) оказывается уже невозможно. Атомные системы попадают на один или на другой энергетический уровень в разные моменты времени посредством механизмов возбуждения, которые в общем случае различаются при переходе от одной точки к другой в пределах активного вещества. Если мы не располагаем полным набором уравнений, описывающих движение активной среды (а это потребовало бы подробной информации о граничных условиях в ней), то невозможно поставить правильные граничные условия для каждой конкретной атомной системы. В лучшем случае мы можем говорить только о вероятности для атомной системы в данный промежуток времени в данном объеме пространства попасть на один из своих двух энергетических уровней и обладать при этом составляющей скорости в определенном интервале. Обычно полная информация о поведении среды как целого фактически не является необходимой, поскольку ее влияние на поле излучения получается в результате усреднения по всем атомным системам, из которых она состоит. Использование матрицы плогностп представляет собой удобный метод для проие-дения процедуры такого усреднения. [c.94]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...