Cтраница 2
В инфракрасной области спектра излучения водорода обнаружено четыре серии - Пашена, Брэкета, Пфунда и Хэмфри. Записать сериальные формулы для них и определить самую длинноволновую линию: 1) в серии Пашена; 2) в серии Хэмфри. [16]
В рентгеновских дифракционных экспериментах обычно используют характеристическое К-излучение атомов со средними атомными весами с длинами волн от 2 28 А для хрома до 0 71 А для молибдена, причем наиболее часто используется излучение атомов меди с длиной волны 1 54 А, а точнее, дублет Ка, и Ка2 с длинами волн соответственно 1 537 и 1 541 А. Излучение от обычной рентгеновской трубки в дополнение к указанным сильным максимумам содержит также одну или несколько линий Кр с более короткими длинами волн, несколько слабых длинноволновых линий L-серии, несколько слабых линий, возникающих из-за наличия примесей или загрязнений на аноде рентгеновской трубки, и непрерывного фона белого излучения. Этот фон имеет резкую границу при длине волны, соответствующей коротковолновому пределу, для которого энергия испускаемого рентгеновского луча hc / K равна энергии электронов возбуждающего электронного пучка еЕ, проходит через максимум и затем уменьшается с увеличением длины волны. Искажение дифракционной картины указанным примесным излучением можно уменьшить, используя различные монохроматизирующие устройства, включая поглощающие фильтры, кристаллические монохро-маторы и селективные энергетические детекторы. [17]
Эта линия выделялась из спектра ртути стеклянным светофильтром, одна компонента которого ослабляла более коротковолновые линии ( в частности, К 404 7 и 407 8 нм) настолько, что возбужденные ими стоксовы сателлиты при обычных условиях регистрации не проявлялись. Другая компонента светофильтра срезала более длинноволновые линии ртути-зеленую и желтые. Он действует аналогично первой компоненте стеклянного фильтра, но менее радикально. КРС, возбужденные другими ртутными линиями, исключались из окончательного спектра. [18]
Обратите внимание на то, что линии ртути с большей длиной волны соответствуют перескокам между состояниями, которые оба находятся выше основного состояния. Разности их энергий меньше, так что испущенные фотоны обладают более низкой частотой и большей длиной волны. Однако для получения таких длинноволновых линий некоторые атомы ртути должны быть сначала проведены в более высокие энергетические состояния. Так можно объяснить явление, которое иначе представляется странным: длинноволновые линии ртути образованы фотонами с энергией, которая мньше 5 эВ, но для их получения требуются электроны с энергией, которая больше той, которая нужна для получения яркой линии при 2537 А. Причина ясна: спектральные линии образуются переходами атомов между отдельными внутренними энергетическими состояниями. [19]
Поэтому сложная структура основного края поглощения атомов переходных элементов в металлах рассматривалась, так же как и в случае поглощения атомами в молекулах, как результат суперпозиции истинного края поглощения ( в первом приближении описываемого арктангенсоидой) и селективных длинноволновых линий, появление которых обусловлено особым характером заполненияЗй - полосыв металлах этих элементов. К числу экспериментальных фактов, которые можно рассматривать как наиболее веские доказательства справедливости описанного выше взгляда на структуру края поглощения атомов переходных элементов в металлах, относятся результаты сравнительного изучения структуры краев поглощения элементов в различных рентгеновских сериях. В самом деле, допустим, что появление длинноволновой линии в пределах основного К-края поглощения действительно связано с селективным перебросом К-электронов атома на свободные 3 с. Тогда такой переход будет представлять собой квадрупольный, относительно маловероятный переход и может объяснить появление лишь слабой по интенсивности линии поглощения. Если такая линия все-таки наблюдается на опыте, то для этого нужно предположить специальный вид функции, передающей зависимость плотности состояний от энергии. Она должна иметь максимум в области энергий, отвечающих 3 rf - уровням атома в металле. [20]
Естественно, что эта линия должна присутствовать и в спектре длинноволнового поглощения. Если эффективная масса экситона М отрицательна, то в негиротропных кристаллах ( см. рис. 4.3, г) дно зоны энергии экситонов всегда находится не в центре зоны Бриллюэна. В гиротропных же кристаллах ( см. рис. 4.3, е) указанное расположение дна зоны имеет место всегда для право-или левополяризованвюго поляритона, что может приводить, как это отмечено в [201], к круговой поляризации длинноволновых линий экситонной люминесценции. [21]
Обратите внимание на то, что линии ртути с большей длиной волны соответствуют перескокам между состояниями, которые оба находятся выше основного состояния. Разности их энергий меньше, так что испущенные фотоны обладают более низкой частотой и большей длиной волны. Однако для получения таких длинноволновых линий некоторые атомы ртути должны быть сначала проведены в более высокие энергетические состояния. Так можно объяснить явление, которое иначе представляется странным: длинноволновые линии ртути образованы фотонами с энергией, которая мньше 5 эВ, но для их получения требуются электроны с энергией, которая больше той, которая нужна для получения яркой линии при 2537 А. Причина ясна: спектральные линии образуются переходами атомов между отдельными внутренними энергетическими состояниями. [22]
Импульсная искра может быть с успехом использована для определения содержания газов ( кислорода, азота), растворенных в металлических сплавах. Энергия возбуждения атомов этих элементов очень - высока, а концентрация их в сплавах очень мала ( порядка 10 - 4 - 10 - 5 %), наиболее чувствительные их линии лежат в вакуумном УФ. Регистрация линий, лежащих в вакуумном УФ, требует специальной спектральной аппаратуры, которая имеется не во всех спектральных лабораториях. Поэтому проводить анализ часто приходится по менее чувствительным, но более длинноволновым линиям. Успешно справиться с этой задачей можно, лишь имея источник, в котором линии достаточно интенсивны. [23]
Атом с удаленным / ( - электроном неустойчив. Свободное место в / ( - оболочке заполняется электроном с какой-нибудь более высокой орбиты. Кванты, излучаемые при заполнении / ( - оболочки, принадлежат к так называемой / ( - серии. В зависимости от того, за счет какого электрона заполняется / ( - оболочка, различают разные спектральные линии / ( - серии. Наиболее интенсивными оказываются две длинноволновые линии / ( - серии: Кл и / Ср. [24]
Физический смысл появления линейчатых характеристических рентгеновских спектров был выяснен в боровской теории атома. Как мы видели в § 14.5, в атомах с большим атомным номером Z внутренние электронные оболочки К, L, М и другие полностью заполнены электронами. При удалении электрона с одной из внутренних оболочек на освободившееся место переходит электрон из более удаленной от ядра оболочки и излучается рентгеновский фотон. Если, например, электрон удаляется из самой внутренней / ( - оболочки атома под действием налетающего на атом электрона или первичного жесткого излучения, то на его место может перейти электрон с L -, М -, N - оболочек и др. Такой переход связан с спусканием фотонов с определенной энергией и возникновением линий рентгеновской / ( - серии. Очевидно, что для вырывания электрона из / ( - оболочки, наиболее близкой к ядру, где электроны испытывают наибольшее к ядру притяжение, требуется затрата значительной энергии - работы вырывания электрона. Энергия налетающего электрона или первичного налетающего фотона должна быть по крайней мере равна этой работе. Поэтому для каждого атома существует определенная граница возбуждения / ( - серии. Переходу электрона с L-оболочки на / ( - оболочку соответствует самая длинноволновая линия Къ / ( - серии рентгеновского характеристического излучения. Линия / ( в соответствует переходу электрона из Л1 - оболочки на / ( - оболочку, линия Kv - переходу из W-оболочки на / ( - оболочку. Совокупность линий Ка, / ( р и / ( v образует / ( - серию. Частоты линий возрастают при переходе от линий / ( к / ( р и Кт Это связано с увеличением энергии, высвобождающейся при переходе электрона на / ( - оболочку со все более удаленных оболочек. [25]