Составители:
Рубрика:
85
это определяется разностью энергий между колебательными подуровнями основного
электронного состояния молекулы. Тем самым комбинационный спектр рассеянного
излучения индивидуален для каждой конкретной молекулы. Эффективность процесса
взаимодействия излучения с молекулой, приводящего к обыкновенному
комбинационному рассеянию и схематически изображенного на рис. 4.9 б, невелика.
Другими словами, вероятность перехода молекулы в виртуальное состояние мала. Это
приводит
к тому, что сечение обыкновенного комбинационного рассеяния меньше,
например, сечения молекулярного (релеевского) рассеяния на три порядка (см. табл. 4.3).
Интенсивность комбинационного рассеяния пропорциональна числу молекул в начальном
состоянии, переходы с которого в виртуальное состояние порождают данную линию
рассеяния. Это является физической основой для определения концентраций в атмосфере
различных молекул по спектрам
обыкновенного комбинационного рассеяния.
Когда частота падающего излучения очень близка к частотам, соответствующим
переходам молекул с основного состояния в возбужденные, интенсивность
взаимодействия излучения с молекулой существенно возрастает. Другим словами, этой
ситуации соответствуют случаи, когда виртуальный уровень молекул близок к
разрешенным квантовым состояниям молекул. Такой тип рассеяния принято называть
резонансным комбинационным рассеянием –
рис. 4.9 в. При этом происходит увеличение
сечения рассеяния на три–шесть порядков по сравнению с сечением обыкновенного
(нерезонансного) комбинационного рассеяния.
Другой важный процесс взаимодействия излучения с молекулой изображен на
рис. 4.9 г. Частота падающего излучения
0
ν
соответствует разности энергий основного и
возбужденного состояний. При этом происходит поглощение молекулой падающего
излучения, и она переходит в возбужденное состояние на какое-то время. Если за это
время не происходят безизлучательные переходы за счет столкновений молекул
(«тушение» возбуждения), то молекула может перейти в основное электронное состояние,
переизлучив энергию. При этом
, в связи с наличием колебательных подуровней основного
состояния, эти переходы могут дать излучение на различных частотах
i
ν
. Эти частоты,
естественно определяются системой этих подуровней. Тогда в спектре рассеянного
излучения (который можно назвать и спектром излучения молекулы) мы можем
наблюдать много линий. Описанный процесс носит название флуоресценции (иногда его
называют резонансной флуоресценцией).
Часто выделяют еще один процесс взаимодействия излучения с молекулой –
широкополосную флуоресценцию – рис. 4.9 д. Он отличается
от простой флуоресценции
тем, что во время нахождения молекул в возбужденном состоянии за счет столкновений
молекул происходят безизлучательные переходы молекул на различные колебательные
подуровни возбужденного электронного состояния молекул. После этих
безизлучательных переходов и «распределения» молекул по дополнительным
колебательным подуровням возбужденного электронного состояния молекула может
перейти в основное электронное состояния (опять таки
– на разные подуровни), и спектр
рассеяния (излучения) будет состоять из еще большего количества линий рассеяния по
сравнению, например, со случаем резонансной флуоресценции. Эта совокупность
большого количества линий рассеяния будет занимать широкую спектральную область, а
сам спектр, при регистрации его аппаратурой невысокого спектрального разрешения,
будет «выглядеть» как широкая полоса рассеяния (излучения).
На рис. 4.9 e изображен еще один процесс, состоящий в возбуждении молекулы
резонансным излучением с частотой
ν
0
(резонансной в смысле выполнения условия
h
ν
0
= E
2
– Е
1
, где Е
1
и Е
2
– энергии основного и возбужденного состояний молекул) и
практически одновременным испусканием фотона с частотой равной или очень близкой к
частоте
ν
0
. В научной литературе этот процесс также иногда называют резонансной
флуоресценцией. Более логичным называть этот процесс резонансным рассеянием.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- …
- следующая ›
- последняя »
