Энергетический спектр атомов и молекул. Природа химической связи. Физика лазеров

Июль 23, 2022

Главная
Физика
Энергетический спектр атомов и молекул. Природа химической связи. Физика лазеров

Содержание

2. Энергетический спектр атомов и молекул. Природа химической связи. Физика лазеров. Рентгеновские спектры. Тормозное и характеристическое рентгеновские
3. 1. Рентгеновские спектры. Тормозное и характеристическое рентгеновские излучения. Рентгеновские спектры — спектры испускания и погло-щения рентгеновского
4. Сплошной (тормозной) рентге-новский спектр возникает при торможении бомбардирующих анод рентгеновской трубки быстрых электронов. Определя-ется только энергией
5. Характеристический рентге-новский спектр возникает, когда энергия бомбардирующих анод электронов достаточна для вы-бивания электронов с внутренних оболочек
6. Возбуждение характери-стических рентгеновских серий обусловлено процес-сами, происходящими во внутренних, застроенных оболочках атомов. Самая длинноволновая линия —
7. Закон Мозли (определяет частоту линий характеристического рентгеновского излучения): Закон Мозли (другая форма записи): R — постоянная
8. 2. Молекулы. Химические связи. Энергия молекулы. Молекулярные уровни. Молекула - наименьшая частица вещества, состоящая из одинаковых
9. Адиабатическое приближение: Для приближенного решения задачи квантово-механическая система разделяется на тяжелые и легкие частицы — ядра
10. Приближенная квантовая модель молекулы — совокуп-ность далеко отстоящих друг от друга электронных уровней (различные Еe при
11. Спектры молекул: Молекулярные спектры - спектры излучения (поглощения), возникающие при квантовых переходах между уровнями энергии молекул.
12. 3. Комбинационное рассеяние света. САМОСТОЯТЕЛЬНО!
13. 4. Спонтанное и вынужденное излучения. Оптические квантовые генераторы. Три типа переходов атомов из одного состояния в
14. Тождественность вынужденного излучения вынуждающему излучению: Вторичный фотон, испускаемый атомом, неотличим от первичного фотона, стимулирующего переход. Вынужденное
15. Состояния с инверсией заселенностей - неравновесное состояние системы атомов, в котором число атомов в возбужденном состоянии
16. Для получения когерентного излучения в результате вынужденного излучения необходимо: 1) Наличие инверсии заселенностей - число атомов
17. Оптический квантовый генератор (лазер, laser, light amplification by stimulated emission of radiation ) - прибор, генерирующий
18. Активная среда - среда, в которой создаются состояния с инверсией заселенностей Система накачки - устройство для
20. Скачать презентацию

Слайд 2

Энергетический спектр атомов и молекул. Природа химической связи. Физика лазеров.
Рентгеновские спектры.

Тормозное и характеристическое рентгеновские излучения.
Молекулы. Химические связи. Энергия молекулы. Молекулярные уровни.
Комбинационное рассеяние света.
Спонтанное и вынужденное излучения. Оптические квантовые генераторы.

Слайд 3

1. Рентгеновские спектры. Тормозное и характеристическое рентгеновские излучения.
Рентгеновские спектры — спектры

испускания и погло-щения рентгеновского излуче-ния (электромагнитного излу-чения с длиной волны в пределах от 10-12 до 10-9 м).
Спектр излучения рентге-новской трубки представляет собой наложение тормозного и характеристического рентге-новских спектров.

Слайд 4

Сплошной (тормозной) рентге-новский спектр возникает при торможении бомбардирующих анод рентгеновской трубки

быстрых электронов. Определя-ется только энергией бомбарди-рующих анод электронов и не зависит от материала анода.

Особенности тормозного спектра:
- существование максимума интенсивности;
- существование минимальной длины волны — коротковолновой границы сплошного спектра.

Слайд 5

Характеристический рентге-новский спектр возникает, когда энергия бомбардирующих анод электронов достаточна для

вы-бивания электронов с внутренних оболочек атомов вещества.
На фоне сплошного спектра — линейчатый спектр, определяемый материалом анода.

Особенности характеристического спектра:
- состоят из нескольких серий, обозначаемых К, L, М, N и О;
каждая серия содержит набор отдельных линий, обозначаемых в порядке убывания длины волны индексами α, β, γ,…;
при переходе от легких элементов к тяжелым весь спектр смещается в сторону коротких волн;
атомы каждого химического элемента обладают определенным, присущим данному элементу, характеристическим спектром.

Слайд 6

Возбуждение характери-стических рентгеновских серий обусловлено процес-сами, происходящими во внутренних, застроенных оболочках

атомов.
Самая длинноволновая линия — Кα , так как частоты линий возрастают в ряду:
Кα→Кβ →Кγ .
Интенсивности линий в ряду Кα→Кβ→Кγ убывают, т.к. вероятность переходов электронов с L - оболочки на К - оболочку больше, чем с более удаленных оболочек М и N.

Слайд 7

Закон Мозли (определяет частоту линий
характеристического рентгеновского
излучения):
Закон Мозли (другая форма

записи):
R — постоянная Ридберга; Z — порядковый номер в периодической системе элементов; σ — постоянная экранирования, одинаковая в пределах каждой серии для всех элементов, m=1,2,3,... (определяет рентгеновскую серию), n=m+1, m+2,... (определяет линию соответствующей серии); а — постоянная, имеющая определенное значение для каждой линии.
Смысл постоянной экранирования: на электрон, совершающий переход, действует не весь заряд ядра Ze, а заряд (Z-σ)е, ослабленный экранирующим действием других электронов.

Слайд 8

2. Молекулы. Химические связи. Энергия молекулы. Молекулярные уровни.
Молекула - наименьшая частица

вещества, состоящая из одинаковых или различных атомов, соединенных химическими связями, и являющаяся носителем его основных химических и физических свойств.
Двухатомные молекулы - число атомов, составляющих молекулу, равно двум (Н2, СО, КСl).
Многоатомные молекулы - число атомов, составляющих молекулу, более двух, а для некоторых молекул составляет от сотен до тысяч (белки, гормоны,..).
Ионная (гетерополярная) химическая связь осуществляется благодаря кулоновскому притяжению между разноименно заряженными ионами (NaCl, KBr).
Ковалентная (гомеополярная) химическая связь осуществляется в результате обменного взаимодействия, носящего квантовый характер и не имеющего аналога в классической физике (Н2, СО).

Слайд 9

Адиабатическое приближение:
Для приближенного решения задачи квантово-механическая система разделяется на тяжелые и

легкие частицы — ядра и электроны. Массы m скорости этих частиц сильно различаются, поэтому считается, что электроны движутся в поле неподвижных ядер, а медленно движущиеся ядра находятся в усредненном поле электронов.
Энергия молекулы:

Слайд 10

Приближенная квантовая модель молекулы — совокуп-ность далеко отстоящих друг от друга

электронных уровней (различные Еe при EK=ЕBP=0), близко расположенных друг к другу колебательных уровней (заданное Еe при различных EK и ЕBP=0) и еще более близких друг к другу вращательных уровней (заданные Еe и EK при различных ЕBP ).

Слайд 11

Спектры молекул:
Молекулярные спектры - спектры излучения (поглощения), возникающие при квантовых переходах

между уровнями энергии молекул.
Электронные спектры - соответствуют переходам с одного электронного уровня на другой.
Колебательные спектры - соответствуют переходам с одного колебательного уровня на другой.
Вращательные спектры - соответствуют переходам с одного вращательного уровня на другой.
Электронно-колебательные спектры - соответствуют переходам между электронным и колебательным уровнями.
Колебательно-вращательные спектры - соответствуют переходам между колебательными и вращательным уровнями.
Полосатые спектры - полосы имеют различную интенсивность в зависимости от относительных вероятностей переходов.

Слайд 12

3. Комбинационное рассеяние света.
САМОСТОЯТЕЛЬНО!

Слайд 13

4. Спонтанное и вынужденное излучения. Оптические квантовые генераторы.
Три типа переходов атомов

из одного состояния в другое:
1) Поглощение излучения.
2) Спонтанное (самопроизвольное) излучение.
3) Вынужденное (индуцированное) излучение.

Слайд 14

Тождественность вынужденного излучения вынуждающему излучению:
Вторичный фотон, испускаемый атомом, неотличим от первичного

фотона, стимулирующего переход.
Вынужденное излучение имеет такую же частоту, фазу, поляризацию и направление распространения, как и вынуждающее излучение, т. е. вынужденное излучение строго когерентно с вынуждающим.

Слайд 15

Состояния с инверсией заселенностей - неравновесное состояние системы атомов, в котором

число атомов в возбужденном состоянии больше, чем их число в основном состоянии.
Накачка - процесс перевода системы в инверсное состояние. Инверсию заселенностей создают внешним воздействием (оптическими, электрическими и другими способами).
Активная среда - среда с инверсной заселенностью уровней: в такой среде вынужденное излучение может превышать поглощение света атомами и падающий пучок света при прохождении через вещество будет усиливаться.

Закон Бугера—Ламберта—Фабриканта:

Слайд 16

Для получения когерентного излучения в результате вынужденного излучения необходимо:
1) Наличие инверсии

заселенностей - число атомов в более высоком состоянии должно превышать число атомов в более низком состоянии.
2) Наличие метастабильного состояния - возбужденное энергетическое состояние атомной системы, в котором она может существовать длительное время, в результате чего переход в более низкое состояние происходит благодаря вынужденному, а не спонтанному излучению.

Слайд 17

Оптический квантовый генератор (лазер, laser, light amplification by stimulated emission of

radiation ) - прибор, генерирующий узкий пучок монохроматического когерентного излучения высокой интенсивности в оптическом диапазоне.

Слайд 18

Активная среда - среда, в которой создаются состояния с инверсией заселенностей

Система накачки - устройство для создания инверсии в активной среде.
Оптический резонатор - устройство, выделяющее в пространстве избирательное направление пучка фотонов и формирующее выходящий световой пучок.

Энергетический спектр атомов и молекул. Природа химической связи. Физика лазеров

Содержание

Энергетический спектр атомов и молекул. Природа химической связи. Физика лазеров.Рентгеновские спектры.

1. Рентгеновские спектры. Тормозное и характеристическое рентгеновские излучения. Рентгеновские спектры — спектры

Сплошной (тормозной) рентге-новский спектр возникает при торможении бомбардирующих анод рентгеновской трубки

Характеристический рентге-новский спектр возникает, когда энергия бомбардирующих анод электронов достаточна для

Возбуждение характери-стических рентгеновских серий обусловлено процес-сами, происходящими во внутренних, застроенных оболочках

Закон Мозли (определяет частоту линий характеристического рентгеновского излучения):Закон Мозли (другая форма

2. Молекулы. Химические связи. Энергия молекулы. Молекулярные уровни. Молекула - наименьшая частица

Адиабатическое приближение: Для приближенного решения задачи квантово-механическая система разделяется на тяжелые и