Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Методы комбинационного рассеяния света

ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКЙ МЕТОД. | СПЕКТР0Ф0Т0МЕТРИЧЕСК0Е ТИТРОВАНИЕ | ФОТОМЕТРИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ | АТОМНО-ЭМИССИОННЫИ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ. | Источники возбуждения спектров | Методы количественного анализа. | Люминесцентный анализ | Качественный анализ. | РЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ | ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ |


Читайте также:
  1. A) Разложение белого света на призме
  2. II. Методы и методики диагностики неосознаваемых побуждений.
  3. II.9. МЕТОДЫ АТОМНО-ЭМИССИОННОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА
  4. V1: 02. Методы обследования в стоматологии
  5. V1: 12. Физические методы диагностики и лечения в стоматологии
  6. V1: 14. Методы обследования в челюстно-лицевой хирургии
  7. VI. Методы психодиагностики, их классификация.

Комбинационное рассеяние света представляет собой неупругое взаимодействие фотонов зондирующего излучения с молекулами рассеивающего вещества. При этом молекула не поглощает налетающий фотон и не излучает новый, как в случае флуоресценции, а происходит возмущение (поляризация) электронной оболочки молекулы в результате воздействия на нее электромагнитного поля налетающего фотона. Если энергия этого фотона hn0 недостаточна для возбуждения молекулы из основного в более высокое энергетическое состояние, то некоторое время, определяемое временем взаимодействия с налетающим фотоном, она находится в промежуточном, так называемом виртуальном состоянии, а затем возвращается на один из стационарных колебательно-вращательных уровней основного электронного состояния, рассеивая фотон с измененной энергией hni. Таким образом, при взаимодействии происходит лишь частичный обмен энергии между налетающим фотоном и молекулой рассеивающего вещества. На рисунке представлена упрощенная схема, поясняющая это явление.

 

V1 V0
h(n0-n1)
hn0
hn0
h(n0+n1)

Молекула, находящаяся в основном колебательном состоянии v1 под воздействием налетающего фотона с энергией hn0 рассеивает фотоны с меньшей энергией h(n0-n1), h(n0-n2)…,т.е. смещенные в длинноволновую область спектра; в результате образуются так называемые стоксовы компоненты спектра комбинационного рассеяния. При этом часть энергии налетающего фотона поглощается молекулой, увеличивая ее внутреннюю энергию. Молекулы, находящиеся в возбужденных колебательных состояниях (v=1,2…) при взаимодействии с налетающим фотоном отдают ему часть энергии и рассеивают фотоны с большими энергиями h(n0+n1), h(n0+n2)…, т.е. смещенные в коротковолновую область спектра, образуя антистоксовы компоненты спектра КР. Интенсивность стоксовых компонент спектра КР значительно больше антистоксовых, поскольку в возбужденном газе заселенность верхних колебательных уровней основного состояния молекул, определяемая больцмановским распределением при комнатных температурах незначительна. Так как молекулы газа постоянно находятся в хаотическом тепловом колебательном и вращательном движениях, то рассеянное излучение изотропно и некоггерентно, и поэтому это явление называется спонтанным комбинационным рассеянием (СКР) света. Аналитическая информация в методе КР извлекается из результатов измерения таких параметров линий спектра, как интенсивность Iи волновое число Dn, характеризующее смещение линий КР относительно возбуждающего излучения n0 выраженное в шкале волновых чисел (см-1), Если первый параметр несет информацию о числе рассеивающих частиц, то второй позволяет соотносить измеряемый сигнал с определенным сортом этих частиц.

Упрощенные формулы для интенсивности линий КР, рассеиваемых в полный телесный угол (Q) молекулами в I см3 за I сек имеют вид:

для стоксовой компоненты Ic = KI0sN[1-exp(-Ei/kT)]

для антистоксовой компоненты Ia = KI0sN[exp(-Ei/kT)-1]

Здесь К - константа, I0 -интенсивность зондирующего излучения, s- сечение рассеяния s = c(n0 - Dn)4,где с - константа, учитывающая вырождение нормального колебания, амплитуду нулевых колебаний и значение компонент тензора поляризуемости молекулы; N - число рассеивающих частиц в 1 см3; Ei - энергия колебательно-вращательных уровней hn1, hn2,.., k-постоянная больцмана, T-газовая температура, характеризующая в условиях термодинамического равновесия распределение заселения нижних энергетических уровней рассеивающих молекул. Вопросы, связанные с повышением интенсивности рассеянного излучения имеют в случае аналитического применения явления СКР первостепенное значение, так как интенсивность КР составляет
10-7 – 10-8, в лучшем случае 10-5 – 10-6, от интенсивности зондирующего излучения. При расшифровке спектров КР и отождествлении регистрируемых линий с определенным сортом рассеивающих молекул основным является параметр Dn, характеризующий смещение частоты рассеянного излучения относительно зондирующего. Эта величина (Dn=n0-n1) определяется положением энергетических уровней молекулы, т.е. является характеристическим параметром данной молекулы. На практике регистрируемые спектры КР представляют собой совокупность линий, образующих отдельные полосы, обусловленные переходами между колебательно-вращательными уровнями основного электронного состояния молекулы. Ширина полос не превышает 3 см-1 (в видимой области спектра это составляет около 0,1 нм). Для возбуждения спектров КР молекул служит интенсивное монохроматическое излучение. Ранее для этой цели использовали излучение ртутных ламп, длины волн которой лежат в интервале 404,7 - 579,1 нм. В настоящее время с появлением и развитием лазерной техники в качестве источника возбуждающего излучения используют мощное лазерное излучение.

 

 


Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 174 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
НЕФЕЛОМЕТРИЯ И ТУРБИДИМЕТРИЯ.| ЛАЗЕРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.005 сек.)