Золотая педагогика

Теория эффекта комбинационного рассеяния света

Страница 3

Структура спектров комбинационного рассеяния света определяется молекулярным строением вещества. Типичные величины смещений линий комбинационного рассеяния, относительно энергии инициирующего излучения, лежат в диапазоне примерно 10-3 - 1 эВ.

Интенсивности линий спектров КРС чрезвычайно слаба и составляет примерно 10-5 – 10-6 интенсивности рассеиваемой рэлеевской компоненты падающей световой волны. Поэтому для наблюдения спектров КРС необходимо сконцентрировать интенсивный пучок света на изучаемом объекте. В качестве источника возбуждающего света чаще всего применяют ртутную лампу, а с 60‑х гг. прошлого столетия – лазерный луч. Рассеянный свет фокусируется и попадает в спектрограф, где спектр КРС регистрируется фотографическим или фотоэлектрическим методами.

Рисунок 3 – Схема установки для наблюдения КРС: K1, К2 – фокусирующие линзы; О – объект; Sp – входная щель спектрометра; Э – экран или специальный оптический фильтр, предотвращающий проникновение возбуждающего излучения в регистрирующую часть установки

Возникновение дополнительных линий в спектре рассеяния может быть объяснено исходя из представлений классической электродинамики. Взаимодействие молекулы со световой волной определяется поляризуемостью. Но сама поляризуемость является характеристикой молекулы, поскольку зависит от её строения. Частота падающего излучения щ примерно на два порядка больше частоты собственных колебаний молекулы щ0. Поэтому можно считать, что поляризуемость молекулы меняется вместе с ними, а наведенный дипольный момент медленно модулируется.

Полагая, что поляризуемость б зависит от расстояния между ядрами, разложим б в ряд:

Колебательная координата q изменяется по гармоническому закону q=q0cosщt. Поэтому индуцированный под влиянием падающего излучения дипольный момент в молекуле равен

Таким образом, из-за модуляции вынужденных колебаний индуцированного дипольного момента колебаниями ядерного остова молекулы в спектре рассеяния появляются новые частоты-спутники, сдвинутые относительно частоты падающего излучения в красную и синюю области спектра. В отличие от рэлеевского, комбинационное рассеяние света некогерентно, поскольку фазы колебаний различных молекул независимы.

Аналогично процессам поглощения и испускания света атомами, интенсивность переходов пропорциональна количеству молекул, находящихся в соответствующем состоянии i, которое определяется распределением Больцмана:

Поэтому число переходов с увеличением w’, определяющих интенсивность стоксовых линий, больше чем с уменьшением w’. Для характерных колебательных частот порядка 1000 см-1 и комнатной температуры T = 300K большинство молекул находятся в основном колебательном состоянии.

В рассмотренном изложении мы не учитывали высшие члены разложения. Учет членов второго порядка приведет к появлению в спектре рассеяния линий с удвоенной частотой нормальных колебаний, а также к комбинации частот двух различных колебаний. Но интенсивность этих линий существенно меньше, чем линий, соответствующих первым членам разложения.

Страницы: 1 2 3 4 5 6

Еще по теме:

Этика проведения профконсультационной работы
Этическая сторона процесса профконсультации предполагает соблюдение ряда этических норм при проведении беседы и психодиагностического обследования. Прежде всего психолог должен гарантировать конфиденциальность проведения профконсультации. Необходимо уважительно относится к испытуемому. Следует избе ...

Категории

© 2018 Copyright www.sotbay.ru