Электр жєне магнетизм
жүктеу/скачать 3,05 Mb.
|
УМК 2 часть
- Бұл бет үшін навигация:
- Энергияның әрқайсысы квантталады және кванттық сандармен сипатталады.
- 26. Жарықтың комбинациялық шашырауы (Раман эффектісі).
- Ж ұтылу. Спонтандық және еріксіз сәулелену.
| Иондық байланыс бір атомнан басқасына электронның ауысуы (мысалы молекулада NaCL: Na+…CL-) кезінде кулондық тартылумен іске асырылады.
Коваленттік байланыс екі көршілес атомдардың валенттік электрондары (бірдей бөлшектердің айнымайтындығы салдарынан) ортақтасқан кезде іске асырылады. Молекуланың әрбір атомындағы электрон басқа атомның ядросында (электрондар ауысуы) біраз уақытын өткізеді деп көз алдымызға елестетейік. Осындай спецификалық арақатынас арақатынастық ауысу деп аталады. Молекула кванттық жүйе болып табылады: ол молекуладағы электронның, молекуладағы атомның тебелісінің қозғалысын, молекулалардың айналуын бейнелейтінін ескеретін Шредингер теңдеуімен бейнеленеді. Бұл теңдеудің шешімі әдетте екіге: электронға және ядроға соғылатын (электрон және ядролар массаларының үлкен айырымашылығын ескере) - өте қиын есеп. Жекеленген молекулалар энергиясын қосынды түрде көрсетуге болады: E Eэлек+Eтер+Eайн Мұндағы Eэлек- ядроға қатысты электрондардың қозғалыс энергиясы, Eтер-ядро тербелістерінің энергиясы, Eайн- ядроның айналу энергиясы. Олардың арасындағы қатынас: Eэлек:Eтер:Eайн= Мұндағы m-электронның массасы, M- молекуладағы атомның ядросының реттік массасына ие болатын шама. . Сондықтан, E Eэлек>>Eтер>>Eайн. Eэлек эВ, Eтер эВ, Eайн эВ. Энергияның әрқайсысы квантталады және кванттық сандармен сипатталады. Тербелмелі кванттық санның үлкен емес шамасы кезіндегі тербелмелі энергия гармониялық осциллятордың энергиясы үшін мына формуламен анықталады: Eтер . Осы кездегі тербелмелі кванттық сан үшін сұрыптау ережесі: . Бұрыштық жылдамдық мен айналатын және оның орталық инерция арқылы өтетін оське қатысты инерция моментіне ие болады: Eайн= мұндағы - молекуланың импуль моменті. Импульс моменті мына заң бойынша анықталады: мұндағы -айналмалы кванттық сан. Осыдан, молекуланың айналу энергиясы тек кванттық мәнге ғана ие болады: Eайн Айналмалы кванттық сан үшін сұрыптау ережесі: Сұрыптау ережесін ескере отыра, бір энергетикалық күйден екіншісіне ауысу кезінде энергиялы фотон шығарылады немесе жұтылады. Суретте екі атомдық молекулалардың энергия деңгейлерінің схемасы келтірілген (мысал ретінде тек екі электрондық дейгейлер көрсетілген: негізгі электрондық күй және бірінші қозған электрондық күй). Типті молекулалық спектрлер жолақ жиынтығы өз кезегінде өте тығыз орналасқан сызықтарының ең үлкен сандарынан тұратын – энергетикалық деңгейлерлердің арасындағы ауысулар, оларды тек жоғарғы рұқсат етілген күштің спектрлік приборын қолдану арқылы ғана бөліп қарастыруға болады. 26. Жарықтың комбинациялық шашырауы (Раман эффектісі). Егер затқа (газ, сұйық, мөлдір кристалл) тек жиілікті монохроматты жарық ғана түсетін, онда шашыраған жарықтың спектрінде сәулелену кезінде жиілікпен бірге жиілікті қосымша сызықтар байқалады, мұндағы -шашыраған молекулалардың немесе тербелмелі ауысуларының жиілігі. жиілікті комбинациялық шашыраудың берілетін жарықтың жиілігінен кіші болатын спектрдегі сызық стокстық (немесе қызыл) спутник деп аталады. -ден үлкен жиілікті сызық антистоксты (немесе күлгін) спутник деп аталады Рааман эффектісінің квантомеханикалық түсінігі: жарықтың комбинациялық шашырауында молекуламен бір фотон шығарылатын және бір фотон жұтылатын молекулалардың фотонмен серпімсіз «соқтығысу» процесі бар. Егер фотондар энергиясы бірдей болатын болса, онда жарықтың шашырауында ығыспаған сызықтар бақыланады. Егер молекула жарықтың әсерінен қозған күйге өтетін болса, онда шығарылатын фотон аз жиілікке ие болады – стокстық (қызыл) спутник пайда болады. Егер молекула қозған күйден негізгі күйге өтетін болса, онда шығарылатын фотон үлкен жиілікке ие болады – антистокстық (күлгін) спутник пайда болады. Күлгін спутниктің интенсивтілігі температурамен бірге өседі, ал қызылдары мүлдем өзгермейді. Ж ұтылу. Спонтандық және еріксіз сәулелену. E1 және E2 энергиялы екі кванттық күйді қарастырайық. жүктеу/скачать 3,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|