Квантовые состояния молекул

Пусть имеем газ, молекулы которого могут находиться п различных квантовых состояниях. Будем рассматривать все квантовые состояния молекул как отдельные химические ве- [c.131]

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]

Н = Но -ЬЗ Н1 - - Яз + р8 йз + Р4 +. . ., (5) то энергия квантовых состояний молекулы = о -I- Е1 -Ь. . . - [c.290]

Будем рассматривать гомогенные и гетерогенные смеси как многоскоростной континуум со взаимопроникающим движением составляющих и обменом массой, импульсом и энергией. Многоскоростной континуум представим как совокупность N континуумов, каждый из которых относится к своей компоненте смеси и заполняет один и тот же объем, занятый смесью. Будем характеризовать каждый из этих континуумов средней плотностью рг (масса t-й компоненты в единице объема смеси), скоростью W,- внутренней энергией ег, тензором напряжений П,. Помимо средней плотности введем и истинную плотность рг , которая представляет собой массу t-й фазы в единице объема i-u фазы. Под компонентами будем понимать газовые компоненты, соответствующие различным молекулам, а также различным квантовым состояниям молекул (например, колебательным степеням свободы молекул) и частицы различных размеров с различными физическими свойствами. Тогда в каждой точке объема, занятого смесью, будет определено N плотностей, N скоростей и т. д. [c.6]

Квантовые состояния молекул [c.80]

Общим для всех электромагнитных излучений являются механизмы их возникновения электромагнитные волны с любой длиной волны могут возникать при ускоренном движении электрических зарядов или прп переходах молекул, атомов или атомных ядер из одного квантового состояния Б другое. Гармонические колебания электрических за- [c.278]

Истолкование молекулярных спектров также возможно в квантовой теории. Необходимо только при расчете энергии стационарного состояния молекулы принимать во внимание большую сложность ее структуры. В основном изменение энергии молекулы происходит, как и в атоме, в результате изменений в электронной конфигурации, образующей периферическую часть молекулы. Однако при заданной электронной конфигурации молекулы могут отличаться друг от друга еще и состоянием, в котором находятся их ядра, могущие колебаться и вращаться относительно общего центра тяжести. С этими возможными типами движения также связаны известные запасы энергии, которые должны быть учтены в общем балансе. Как по общим соображениям теории квантов, так и на основании более строгих квантовомеханических расчетов эти запасы энергии также необходимо считать дискретными и имеющими квантовый характер. [c.746]

Как отмечалось выще (см. 33.1), отдельные электроны в атоме характеризуются главным ( ), орбитальным (/), магнитным (т) и спиновым (х) квантовыми числами, а состояние электронной оболочки атома в целом— суммарными орбитальным и спиновым квантовыми числами. Электронная оболочка двухатомной молекулы имеет, в отличие от атома, не сферическую, а аксиальную симметрию, поэто.му физический смысл имеет не просто значение суммарного орбитального момента молекулы, а его проекция на ось молекулы, которая задается величиной орбитального квантового числа Л. Электронные состояния молекулы, которым отвечают значения Л = 0, 1, 2,..., обозначаются соответственно греческими буквами Е, П, А,.. . . [c.242]

Оптические исследования — это прежде всего исследования физики взаимодействия света с веществом. Существуют три последовательных уровня рассмотрения указанного взаимодействия, три постепенно углубляющихся подхода I) классический, 2) полуклассический, 3) квантовый. На первом уровне оптическое излучение представляют в виде световых лучей или электромагнитных волн в соответствующем диапазоне частот, а вещество описывают с использованием понятий и аппарата механики сплошных сред, термодинамики, классической электродинамики. Иными словами, при данном подходе как свет, так и вещество рассматриваются в рамках классической физики. Полуклассический подход предполагает квантование вещества при сохранении классической трактовки света классические световые волны взаимодействуют с коллективами атомов и молекул. Принимаются во внимание структура энергетических уровней атомов и молекул, энергетических зон кристаллов, статистика заселения различных квантовых состояний. Наконец, при квантовом подходе осуществляется квантование не только вещества, но и излучения именно такой подход используется в квантовой электродинамике. Если при рассмотрении взаимодействия света с веществом на классическом и полуклассическом уровнях учитывается только волновая природа света, то на квантовом уровне принимаются во внимание также и его корпускулярные (квантовые) свойства. Это отвечает переходу от классической оптики, имеющей дело с лучами и световыми волнами, к оптике, которую естественно назвать квантовой оптикой. Одним из основных понятий этой оптики является [c.3]

Предположим, что для возбужденных молекул коэф )и-циенты диффузии одинаковы независимо от квантового состояния, тогда из формулы (3.6.5) находим [c.132]

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ — спектры поглощения, испускания или рассеяния, возникающие при квантовых переходах молекул из одного энергетич, состояния в другое. М. с. определяются составом молекулы, её структурой, характером хим. связи и взаимодействием с внеш. полями (и, следовательно, с окружающими её атомами и молекулами). Наиб, характерными получаются М. с. разреженных молекулярных газов, когда отсутствует уширение спектральных линий давлением такой спектр состоит из узких линий с доплеровской шириной. [c.201]

Пытаясь получить эту формулу из квантовых представлений, согласно которым поглощение и излучение света квантовой системой (молекулой или атомом) сопровождается переходом этой системы из одного энергетического состояния в другое, А. Эйнштейн в 1916 г. высказал гипотезу о наличии в природе процесса индуцированного излучения. Суть его заключается в том, что в квантовых системах, т. е. в системах с дискретными возможными состояниями, помимо спонтанных и безызлучательных переходов могут происходить так называемые вынужденные переходы, индуцированные электромагнитным полем. На рис. 1.2 схематически показаны все возможные виды переходов между двумя выделенными энергетическими состояниями I и 2, характеризуемыми энергиями Si и 82 соответственно. [c.13]

Уравнения для амплитуд вероятности. Спектроскопия, кратко говоря, является наукой о квантовых переходах. Амплитуда вероятности обнаружить атом или молекулу в том или ином квантовом состоянии изменяется со временем. Она может быть найдена из уравнений для амплитуд вероятности. В настоящем пункте мы выведем эти уравнения. [c.19]

Рассмотренная физическая картина отчетливо проявляет себя и в последовательности фотонов, испускаемых такой физической системой (рис. 7.13). Например, пауза в испускании фотонов молекулой, возбуждаемой в линию с частотой Wo возникает в случайный момент времени перескока системы из левого квантового состояния на рис. 7.3 в правое, оптическому переходу из которого соответствует линия на частоте шо + Д- Поэтому при возбуждении на новой частоте шо + Д снова появляется свечение. Группировка фотонов возникающая в связи с перескоками молекулы из одного состояния ДУС в другое, очень напоминает ту, которая обсуждалась в связи с эффектом группировки фотонов, вызванной попаданием молекулы на триплетный уровень. Действительно, если представить, что вертикальный переход из правой ямы на рис. 7.3 является оптически неактивным, то нижний цуг фотонов на рис. 7.13 исчезнет, и картина свечения полностью будет напоминать возникающую при наличии триплетного уровня у молекулы. [c.289]

На рис. 6.14 приведены схемы энергетических уровней основных электронных состояний молекул СО2 и N2. Поскольку N2 — двухатомная молекула, она имеет лишь одну колебательную моду на рисунке показаны два нижних уровня (и = 0, v= )-Структура энергетических уровней молекулы СО2 более сложная, поскольку эта молекула является трехатомной. Здесь мы имеем три невырожденные колебательные моды (рис. 6.15), а именно 1) симметричную валентную моду, 2) деформационную моду и 3) асимметричную валентную моду. Поэтому колебания молекулы описываются тремя квантовыми числами П], П2 и пз, которые определяют число квантов в каждой колебательной моде. Таким образом, соответствующий уровень обозначается этими тремя квантовыми числами, записываемыми [c.361]

На фиг. 20—12 дано схематическое сопоставление спектров излучения и поглощения абсолютно черного, серого тела и газа. Появление полос излучения (поглощения) в спектрах газов связано с теми изменениями в состоянии молекул и атомов (переход электронов i одного уровня на другой, квантовые изменения колебательных и вращательных движений [c.527]

Введем функцию распределения (г, о, ) для., каждого квантового состояния г,- удовлетворяющую уравнению Больцмана. Интегралы столкновений записываются через g, X, ) — дифференциальные эффективные сечения рассеяния на углы X, ф индексы i и / обозначают состояния молекул до столкновения, k я I — состояния молекул после столкновения, g — начальную относительную скорость сталкивающихся молекул. [c.68]

Рассмотрим различные квантовые состояния, в которых могут находиться молекулы газа ак различные компоненты газа. Рассмотрим газ как химически реагирующую смесь с большим числом компонент, каждая из которых не обладает внутренними степенями свободы. Считаем, что закон взаимодействия между любыми двумя молекулами одинаков. [c.73]

Величина п,/п характеризует долю молекул в i-м квантовом состоянии в смеси. [c.73]

Для получения соотношения Эйкена допускают, что доля молекул в i-м квантовом состоянии определяется [c.73]

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]

Согласно принципу Паули, два электрона не могут находиться в одном атоме в одинаковых квантовых состояниях (т. е. обладать четырьмя одинаковыми квантовыми числами). Этот принцип был распространен впоследствии на совокупность электронов в молекуле, а Ферми [27] ч Дсграк [28 применили его к случаю идеализированного электронного газа. Следствием этого явился вывод, что совокупность свободных частиц, подчиняющихся статистике Ферми — Дирака, должна обладать некоторой нулевой кинетической энергией. Верхний предел величины импульса определяется просто линейной плотностью частиц, т. е. p ai . (ср. с соотношением Де- [c.158]

Величина О измеряет количество теплоты, подведенной к системе. Д(У мо-жет включать в себя изменение различных видов энергии и увеличение кинетической энергии разного характера движения молекул (поступательного, врашательного, колебательного), и увеличение энергии связи между молекулами. Сюда же могут входить и знер-гия диссоциации, и энергия изменения квантового состояния системы. [c.194]

ГОРЯЧАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ — испускание света квантовой системой (молекулой, твёрдым телом), находящейся в возбуждённом электронном состоянии, в ходе установления теплового равновесия с окружаюн(еи средой (обычная люминесценция происходит при тепловом равновесии системы с окружающей средой). Г. л, испускается при переходах с высоких электронных уровней энергии (заселяемых при возбуждении) в обычной люминесценции они играют су1цеств. роль лишь при высоких темп-рах. Г. л. испускают молекулы (н парах и в конденсиров. фазе) и экситоны в полупроводниках. [c.517]

Р. к, относительно устойчива, каждая Р. к. характеризуется определ. внутр. энергией молекулы, переход иа одной Р. к, в другую осуществляется при квантовых переходах. В случае двухатомной молекулы Р. к. характеризуется равновесным межатомным расстояние.м (равновесной длиной связи). В разл. электронных состояниях молекула может иметь разл. Р. к. Так, молекулы с линейной Р. к. в оса. электронном состоянии (яанр., jHj) в нек-рых возбуждённых состояниях имеют нелинейную Р. к. пирамидальная в осн. состоянии (группа симметрии Сд ) молекула NHj в возбуждённом электронном состоянии 3(РЕ имеет плоскую Р. к. (группа симметрии Одд). [c.197]

Лит. г и X N а в И. И., Скороход А. В., Введен в теорию случайных процессов, 2 нзд., М., 1977. Р. Л. Минлое. случайное ВЫРОЖДЕНИЕ —вырождение, не связанное со свойствами Симметрии квантовой системы и получающееся вследствие совпадения значений энергии для двух различных её квантовых состояний. Так, для сложных атомов могут случайно совпадать энергии уровней, принадлежащих разл. последовательностям электронных уровней энергии. Для колебат. состояний молекул возможны совпадении удвоенной частоты собств. колебаний с частотой др. собств. колебания, что приводит к С. в. колебат. уровней. [c.560]

Принцип действия СО2-Л. можно объяснить с помощью известной в квантовой электронике 4-уровневой схемы с учётом особенностей кинетики колебат. уровней молекул. Ниж. уровни колебат. мод в первом приближении можно рассматривать как расположенные эквидистантно по энергии состояния гармонических осцилляторов. При столкновениях одинаковых молекул переходы между уровнями одной моды имеют резонансный характер и происходят с частотой, как правило, значительно превышающей частоты накачки и столкновительной дезактивации. Вследствие этого устанавливается больцмановское распределение населённостей этих уровлей, характеризуемое колебат. темп-рой моды. Термодинамически неравновесный характер состояния молекул проявляется в отличии темп-р мод друг от друга и от темп-ры поступательных и вращат. степеней свободы молекул. Процессы преобразования энергии, в ходе к-рых образуется инверсна населённость, происходят между блоками уровней, принадлежащих к отд. модам. Энергии переходов между компонентами мультиплетов с отличающимся на единицу числом квантов деформационной моды не равны кванту этой моды, но различаются не слишком сильно. При темп-рах, характерных для большинства режимов работы СО -л., распределение населённостей уровней смешанных мод, пренебрегая неэквидистантностью, можно считать больцмановским с общей темп-рой. [c.442]

Фотохимические реакции в высоких возбужденных состояниях происходят эффективней, чем в первых возбужденных состояниях. Квантовый выход фотохимической реакции большинства известных примесных систем, подверженных одноквантовому выжиганию, составляет величину порядка 10 или меньше. Оценки же величины квантового выхода фотохимической реакции, участвующей в двухквантовом выжигании дают для тетрафенилпорфина, например, величину порядка 10 . Поэтому скорость выжигания провалов по двухквантовой схеме выше, чем по одноквантовой. Двухквантовое выжигание спектральных провалов может служить инструментом для исследования физических характеристик высоко возбужденных электронных состояний молекул и ионов. [c.193]

Анализ более сложных спектральных траекторий с помощью двухфотонного коррелятора. Проведем теперь теоретический анализ более сложной спектральной траектории (см. рис. 7.4). На этом примере тоже можно проследить связь, существующую между двух- и однофотонными методами регистравдш. Поскольку спектральная линия здесь прь ает между четьфьмя П03ИЩ1ЯМИ, то, очевидно, мы должны рассмотреть двухфотонный коррелятор примесной молекулы, взаимодействующей с двумя ДУС. У двух ДУС имеется четыре квантовых состояния в каждом электронном состоянии хромофора. Следовательно, спектр поглощения такого хромофора будет состоять из четьфех линий. В этом случае в формулу (21.4) для двухфотонного коррелятора вместо формулы (21.6) мы должны подставить следующую [c.290]

Смотреть страницы где упоминается термин Квантовые состояния молекул : [c.406] [c.758] [c.69] [c.332] [c.210] [c.607] [c.103] [c.849] [c.28] [c.220] [c.300] [c.631] [c.57] [c.58] [c.263] [c.419] [c.627] [c.26] [c.618] [c.394] [c.74]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...