Процессы поглощения, испускания и рассеяния

ПЕРЕНОС ИЗЛУЧЕНИЯ — распространение эл.-магн, излучения, звука, нейтронов и др. частиц в различных средах в свободном пространстве, в регулярно-неоднородных и случайно-неоднородных (турбулентных) средах, в средах с дискретными рассеивателями и т. д. при наличии процессов поглощения, испускания и рассеяния. Традиционно П. и. рассматривают в разл. разделах оптики, в частности при описании фотометрии. измерений, выяснении условий формирования оптич, изображений, нахождении характеристик рассеянного излучения и др. Классич, теория П. в. получена из энергетич. соображений и служит основой фотометрии. Кроме того, теорию П. и. применяют в астрофизике при расчёте светимости звёзд, в теплофизике при анализе теплопередачи через излучение, в геофизике при изучении теплового баланса Земли, а также в акустике, теории плазмы и ядерной физике. [c.565]

ПРОЦЕССЫ ПОГЛОЩЕНИЯ, ИСПУСКАНИЯ И РАССЕЯНИЯ [c.363]

ПЕРЕНОС ИЗЛУЧЕНИЯ — распространение излучения в среде при наличии процессов поглощения, испускания или рассеяния. Основная задача теории П. и. — определение поля излучения, к-рое характеризуется интенсивностью / , зависящей от частоты, координат и направления луча. Количество лучистой энергии заключенное в интервале частот (V, V -Н с г) и в телесном угле с ю, к-рое переносится за время (11 через площадку а, перпендикулярную выбранному направлению, [c.609]

Прохождение пучка света через в-во сопровождается его ослаблением вследствие поглощения и рассеяния квантов света или усилением вследствие процессов вынужденного и спонтанного испускания и рассеяния. Изменение спектр, интенсивности излучения подчиняется осн. ур-нию П. и., получаемому пз условия баланса излучения в среде и представляющему [c.527]

Следует иметь в виду следующее принципиальное различие между явлениями поглощения и испускания света, с одной стороны, и рассеянием — с другой. В актах поглощения или излучения света участвует один фотон, который или поглощается, или излучается. Это процессы первого порядка. Рассеяние света является процессом второго [c.108]

При взаимодействии нейтрона с ядрами происходит его поглощение или перераспределение энергии, т. е. рассеяние. Рассеяние нейтрона может быть упругим или неупругим, последний процесс сопровождается испусканием -квантов. Не-упругое рассеяние испытывают лишь быстрые нейтроны при столкновении с тяжелыми ядрами. Замедление (рассеяние) нейтрона зависит от его энергии и природы рассеивателя. Биологическая опасность нейтронов определятся двумя факторами ионизацией протонами отдачи, образующимися при столкновении нейтрона с водородом, присутствующим в живой ткани, и наведенной активностью, возникающей при поглощении нейтрона. Процесс ионизации протонами обсуждался в гл. 4, вопросы активации будут рассмотрены в последующих разделах. [c.112]

Вследствие такого сложного характера взаимодействия излучения и вещества очевидно, что теплообмен излучением является комплексным процессом, состоящим из ряда основных или первичных процессов, К этим первичным процессам относятся, в частности, испускание, дисперсия, рассеяние, отражение, преломление и, наконец, поглощение. Поэтому при изучении закономерностей радиационного теплообмена прежде всего необходимо знать совокупность перечисленных первичных процессов взаимодействия излучения и вещества. [c.9]

Процесс упругого резонансного рассеяния происходит как бы в два этапа резонансное поглощение и затем резонансное испускание. И тем не ме- г [c.103]

Процессы поглощения и испускания связаны с переходом молекул и атомов из одного энергетического состояния в другое. Под рассеянием понимается любое изменение в направлении распространения фотонов. Заметим, что поглощенный фотон не участвует далее в переносе энергии, а рассеянный фотон и после акта рассеяния продолжает переносить энергию излучения. [c.78]

Релеевское и комбинационное рассеяние света обычно исследуется при использовании интенсивного монохроматического излучения с частотой, расположенной в области прозрачности кристалла. В этих условиях спектр рассеяния находится в области, далёкой от спектра люминесценции, и легко выделяется. Интенсивность рассеяния очень мала. Однако по мере приближения возбуждающей частоты к резонансу интенсивность рассеяния сильно возрастает. В резонансе релеевское и комбинационное рассеяния практически неотличимы (если не учитывать, что поглощение и испускание фотонов разделены между собой промежуточными процессами). Природа релеевского резонансного излучения с возбуждённого уровня, имеющего ширину 7, зависит от спектрального состава облучающего света. Если система облучается светом с непрерывным спектром в области 7, то имеет место резонансная люминесценция, т. е. происходит два независимых процесса поглощение и последующее испускание света со спектральным распределением, обусловленным шириной уровня квантовой системы 7. Если же система облучается монохроматическим светом шириной 70 <С 7, то испускаемая линия имеет ту же ширину 70 и форму, что и первичная. При этом поглощение и излучение представляют собой однофотонный когерентный процесс. Квантовая система помнит , какой фотон она поглотила. В этих условиях энергия квантовой системы в момент взаимодействия со светом не имеет определённого значения. Таким образом, при резонансной флуоресценции нельзя сказать, в каком состоянии, основном или возбуждённом, находится молекула. Как только квантовое состояние молекулы сделается определённым, например, при измерении в течение времени, малого по сравнению со временем жизни 1/7, излучаемая энергия, из-за короткого времени измерения (меньше 1/7), будет обладать шириной, не меньшей, чем естественная ширина 7. Итак, когда молекула в процессе поглощения и излучения находится в возбуждённом состоянии, оба процесса делаются независимыми и испускаемое излучение имеет естественную ширину. [c.19]

Рассмотрим теперь такие процессы испускания и поглощения фотона, в которых не участвуют свободные электроны, т. е. электроны являются связанными как до, так и после взаимодействия. Соответствующее рассеяние рассматривалось в 4.16, и специальный случай будет обсуждаться в 4.17.4. [c.142]

После того как атом поглотит фотон соответствующей энергии, способной вызвать переход из состояния / в состояние г, он может вновь испустить фотон той же энергии и создать обратный переход из состояния I в состояние /. Этот комбинированный процесс называется рассеянием, если вновь испускаемое излучение когерентно с поглощенным излучением ). Когерентность будет достигнута, если атом успеет излучить прежде, чем произойдет столкновение. Можно показать [19], что радиационное время жизни возбужденного состояния короче, если оно возникает благодаря поглощению фотона, не способного к резонансу (т. е. о) — (в,-/ > > Г), чем если бы оно возникало при поглощении фотона с резонансной энергией (т. е. со — < Г). Для многих земных условий время между столкновениями является промежуточным между резонансным и нерезонансным радиационными временами жизни состояния это приводит к когерентному нерезонансному рассеянию (называемому рэлеевским рассеянием), но к некогерентному испусканию, которым сопровождается поглощение резонансных фотонов. Если не вдаваться в исследование когерентности, то рассеяние атомными системами можно включить в процессы поглощения и испускания, рассмотренные раньше. [c.147]

Рассмотрим теперь процессы поглощения и испускания фотонов, в которых либо в начальном, либо в конечном состояниях, но не в обоих, участвует свободный электрон. Так как энергия свободного электрона не квантуется, то энергия фотона может принимать любое значение. Этот континуум значений энергии имеет нижний предел, или порог, соответствующий энергии связи электронного состояния. Соответствующее неупругое рассеяние было рассмотрено в разд. 4.16.2. Поглощение в этом случае часто называется фотоэлектрическим эффектом. [c.147]

Рассмотрим теперь процессы испускания и поглощения фотонов, в которых свободный электрон присутствует в начальном и конечном состояниях. Свободно-свободное рассеяние было обсуждено в 4.13.2. [c.155]

Несколько сложнее описывается явление излучения, происходящее за счет квантовых эффектов изменения уровней энергии в системе молекулы, или атома, или ядра атома, а также за счет ускоренных движений заряженных частиц. Явление излучения, которое можно рассматривать как испускание фотонов, во многих случаях тесно связано с хаотическим тепловым движением и существенным образом зависит от температуры, определяющей возможные возбуждения энергии при столкновении частиц. Исследование движений материальных сред при больших температурах необходимо производить с учетом эффектов передачи энергии и изменения температуры за счет сопутствующих процессов поглощения и рассеяния лучистой энергии. [c.18]

Здесь верхний знак относится к процессам, в которых происходит поглощение фонона (они дают антистоксову компоненту рассеянного излучения), а нижний — к процессам с испусканием фонона стоксова компонента). Поскольку волновые векторы фотонов q и q малы по величине по сравнению с размерами зоны Бриллюэна, для волновых векторов фононов к, лежащих в первой зоне Бриллюэна, закон сохранения квазиимпульса (24.19) может быть выполнен, лишь если вектор К обратной решетки равен нулю. [c.109]

СПЕКТРОСКОПИЯ КРИСТАЛЛОВ — раздел спектроскопии, изучающий разл. типы спектров кристаллич. веществ в широком диапазоне длин волн. Наиб, информативны спектры в УФ-, видимом и ИК-дианазонах. Теоретич. основа С. к.— квантовая теория твёрдого тела. С. к. включает абсорбционную С. к. (исследование спектров поглощения), эмиссионную С. к. (исследование спектров испускания), спектроскопию рассеяния и отражения. В С. к., помимо частотных зависимостей процессов поглощения, испускания, рассеяния и отражения, изучают поляризац. характеристики взаимодействия кристаллов с излучением (см. Поляриметрия). В С. к. исследуют также изменение спектральных характеристик под внеш. воздействием — при изменении темп-ры, при наложении электрич. поля (Штарка эффект), магн. поля (Зеемана эффект, Фарадея эффект), ме.ханич. деформаций и т. д. [c.625]

В идеальном кристалле Д.р.р.л. обусловлено только тепловыми смещениями и нулевыми колебаниями атомов решётки и может быть связано с процессами испускания и поглощения одного или неск. фононов. При небольших Q осн. роль играет однофононное рассеяние, при к-ром возбуждаются или исчезают только фопоны с волновым вектором q — Q G, где 6 вектор обратной решётки, ближайший к Q. Интенсивность такого рассеяния Лт (Q) в случае одноатомных идеальных кристаллов определяется ф-лой [c.691]

ЛУЧЙСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН (радиационный теплообмен) — процесс переноса энергии, обусловленный превращением части внутр. энергии вещества в энергию излучения (испусканием эл.-магн. волн, или фотонов), переносом излучения в пространстве со скоростью света и его поглощением веществом (обратным превращением анергии эл.-магн. волн во внутр. энергию). При этом перенос излучения в материальной среде может сопровождаться поглощением и рассеянием, а также собств. излучением среды. Однако для Л. т. наличие материальной среды между телами не является необходимым, что принципиально отличает Л. т. от др. видов теплообмена теплопроводности, конвективного теплообмена . Передача теплоты излучением может происходить в разл. областях спектра (в зависимости от темп-ры). [c.618]

Вторая часть определения — признак длительности — была введена С. И. Вавиловым, чтобы отделить Л. от раал. видов рассеяния, отражения, парамет-рич. преобразования света, тормозного и Черенкова — Вавилова излучений. В отличие от рассеяния света, при Л. между поглощением и испусканием происходят промежуточные процессы, длительность к-рых больше периода световой волны. Однако критерий сравнения длительности этих процессов с периодом световой волны недостаточен, чтобы, напр., отделить резонансное рассеяние от т. ы. резонансной флуоресценции (см. ниже). При больвюм времени жизни возбуждённого состояния акт резонансного рассеяния длится долее периода световых колебаний, как и процессов когерентного испускания света, системой атомов (см. Фотонное эхо). Однако в этих процессах сохраняются определ. соотношения между фазами поглощённой и испущенной световых волн, в то время как при Л. эта корреляция утрачивается. Поэтому целесообразно отделять Л. от др. процессов по времени фазовой релаксации поляризации среды. [c.624]

К П. я. относятся также перенос энергии электронного возбуждения от возбуждённых атомов к невозбуждённым в веществе и перенос излучения в среде при наличии процессов испускания, поглощения и рассеяния. Рассеяние и размножение нейтронов является примером П. я., к-рый изучается на основе кинетич. ур-ния для нейтронов с учётом ядерных взаимодействий со средой. Интенсивно развивается теория П. я, на основе неравновесной статистической механики. [c.572]

Наиб, важное квантовое свойство всех Э. ч.—их способность рождаться и уничтожаться (испускаться и поглощаться) при взаимодействии с др. частицами. В этом отношении они полностью аналогичны фотонам. Э. ч.— это специфич. кванты материи, более точно—кванты соответствующих полей физических. Все процессы с Э. ч. протекают через последовательность актов их поглощения и испускания. Только на этой основе можно понять, напр., процесс рождения я -мезона при столкновении двух протонов (р+р->р+п+тс ) или процесс аннигилящси электрона и позитрона, когда взамен исчезнувших частиц возникают, напр., два у-квакта (е -f-e - у-(-у). Но и процессы упругого рассеяния частиц, напр. е +р->е +р, также связаны с поглощением нач. частиц и рождением конечных частиц. Распад нестабильных Э. ч. на более лёгкие частицы, сопровождаемый выделением энергии, отвечает той же закономерности и является процессом, в к-ром продукты распада рождаются в момент самого распада и до этого момента не существуют, В этом отношении распад Э, ч. подобен распаду возбуждённого атома на осн. состояние и фотон. Примерами распадов Э. ч. могут служить [c.598]

Особенно важно их первое назначение, когда по спектрам испускания, поглощения, отражения или рассеяния света веществом можно определить качественный и количественный состав вещесг-ва, а также судить о его различных физико-химических свойствах и строении. Выделение излучения данной длины волны важно при изучении различных фотохимических процессов. [c.121]

При взаимодействии у-лучей с атомными ядрами может наблюдаться процесс резонансного возбуждения ядер, если энергия падающих квантов с высокой точностью соответствует энергии одного из возбужденных состояний ядра. Последующий раснад возбужденного состояния сопровождается испусканием у-квантов, энергия к-рых (с точностью до ширины возбужденного уровня) равна энергии поглощенных квантов. Такое явление и наз. Р. р. г.-л. Оно в нринцине аналогично резонансному рассеянию света атомами, однако в случае У Лучей наблюдение резонансного рассеяния существенно осложнено эффектами отдачи. При испускании у-кванта с энергией Е свободное покоящееся ядро вследствие отдачи приобретает кинетич. энергию, равную В = Е 1 1Мс , где М — масса ядра, с — скорость света т. о., энергия испущенного кванта оказывается на величину В меньше энергии соответствующего ядерного возбужденного состояния. Аналогично отдачу испытывает и поглощающее ядро. Вследствие этого линии испускания и поглощения оказываются сдвинутыми друг относительно друга на величину 1В. Этот сдвиг существенно превосходит естеств. ширины у-линий поэтому условие резонанса не реализуется даже в том случае, если в качестве источника и поглотителя у-квантов используются тождественные ядра (исключение — случай весьма мягких у-переходов, когда резонансное поглощение у-лучей может осуществляться благодаря Мёссбауэра аффекту). [c.399]

В резонансе релеевское и комбинационное рассеяния практически не отличимы от люминесценции (если не пользоваться определением люминесценции по Степанову). Как показал Гайтлер ([465], 20), природа релеевского резонансного излучения с возбужденного уровня, имеющего ширину у, зависит от спектрального состава облучающего света. Если система облучается светом с непрерывным спектром в области у, то имеет место резонансная люминесценция, т. е. происходят два независимых процесса поглощение и последующее испускание света со спектральным распределением, обусловленным шириной уровня квантовой системы у. Если же система облучается монохроматическим светом с шириной уо "С Т. испускаемая линия имеет ту же ширину уо и форму, что и первичная. При этом поглощение и излучение представляют собой однофотонный когерентный процесс. Квантовая система помнит , какой фотон она поглотила. В этих условиях энергия квантовой системы в момент взаимодействия со светом не имеет определенного значения. Таким образом, в процессе резонансной флюоресценции нельзя сказать, в каком состоянии, основном или возбужденном, находится молекула. Как только квантовое состояние молекулы сделается опре- [c.578]

Такая структура позволяет выделить однофононные процессы среди всех остальных членов в многофононном разложении 8 или в сечении рассеяния, поскольку можно показать, что все члены, кроме однофононных, представляют собой относительно медленно меняющиеся функции конечной энергии нейтронов. Отметим, что интенсивность однофононных пиков модулируется тем же фактором Дебая — Валлера, который уменьшает интенсивность брэгговских пиков. Отметим также наличие множителя [д-вд (q)] , который позволяет получить информацию о векторах поляризации фононов. И наконец, множители, зависящие от температуры, п (д) и 1 -Ь ng (д) обусловлены соответственно процессами, в которых испускаются или поглощаются фононы. Эти множители, типичные для процессов, отвечающих испусканию или поглощению бозе-эйнштейнов-ских частиц, указывают на то (представляющееся довольно разумным) обстоятельство, что при очень низких температурах процессы с испусканием фононов должны быть доминирующими (когда они допускаются законами сохранения). [c.385]

Смотреть страницы где упоминается термин Процессы поглощения, испускания и рассеяния : [c.432] [c.183] [c.609] [c.145] [c.527] [c.223] [c.260] [c.260] [c.9] [c.478] [c.617] [c.420] [c.422] [c.567] [c.273] [c.413] [c.75] [c.15] [c.294] [c.602] [c.78] [c.198] [c.108] [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...