Cтраница 4
При каждом нормальном колебании все атомы в колеблющейся молекуле ( а неколеблющихся молекул не бывает) одновременно проходят через положения равновесия, так что центр масс колеблющейся молекулы не изменяет своего положения в пространстве. [46]
Физики-теоретики, занимавшиеся проблемой испускания света раскаленными телами, еще до 1900 г. пришли к выводу, что на основании представлений об испускании и поглощении света колеблющимися молекулами раскаленного тела они не могут с помощью кинетической теории объяснить кривые, приведенные на рис. 3.19. После этого Макс Планк высказал мысль, что удовлетворительную теорию: можно создать, допустив, что раскаленные тела не могут испускать или поглощать свет определенной длины волны в произвольно малых количествах, а должны испускать или поглощать лишь определенный квант энергии света с характерной для него длиной волны. [47]
Что касается передачи энергии в цепных реакциях, то важно отметить, что гетеромолекулярные соударения со многими видами молекул могут быть во много раз эффективнее для ускорения обмена внутренней и поступательной энергией, чем гомомолекулярные соударения, при которых колеблющаяся молекула сталкивается с себе подобной. [48]
Для того чтобы у молекулы наблюдался колебательный спектр комбинационного рассеяния, ее поляризуемость должна меняться во время колебаний. Колеблющаяся молекула водорода активна в комбинационном рассеянии, потому что ее поляризуемость зависит от того, насколько сильно растянута связь. Антисимметричные колебания СО2, которые можно записать в виде О - ч - С - - О О - С - - - О) не влияют на поляризуемость молекулы, так как при этом ее размеры практически не меняются, поэтому указанный вид колебаний не активен в комбинационном рассеянии. [49]
Когда двухатомная молекула колеблется, вектор ее дипольного момента также изменяется с той же частотой. Если колеблющаяся молекула находится в поле электромагнитного излучения, колеблющийся вектор дипольного момента будет смыкаться с колеблющимся электрическим вектором излучения с той же частотой. Поэтому энергия сможет переходить от поля излучения к молекуле и обратно. [50]
Потенциальная энергия колеблющихся частиц зависит исключительно от конфигурации этих частиц. Рассмотрим колеблющуюся молекулу, в которой колеблющимися частицами являются ядра атомов. Пусть a: l, qz - набор координат, определяющих межъядерные расстояния и углы между связями в молекуле. [51]
Поляризован ли свет при вращательных электрических дипольных переходах. При каких условиях колеблющаяся молекула может поглощать или испускать свет в результате электрических дипольных переходов. Какие типы колебаний двуокиси углерода могут взаимодействовать с электромагнитным полем и какие не могут. Отвечая на этот вопрос, полезно просмотреть разд. [52]
Для неколеблющихся молекул дипольный момент не зависит от величины массы; в этом случае уравнение ( П-2) будет справедливо как для НХ, так и для DX. Предположим теперь, что реальные колеблющиеся молекулы НХ и DX находятся в своих основных колебательных состояниях, что вполне справедливо при обычных температурах. Согласно приближению Борна - Оппенгеймера [20, 21 ], движение электронов совершается настолько быстрее перемещения ядер, что, когда молекула проходит через данную конфигурацию, ее можно рассматривать в каждый данный момент как систему, покоящуюся по отношению к переориентации электронного облака. Поэтому дипольный момент колеблющейся молекулы в любой момент времени в точности соответствует дипольному моменту, который дается уравнением ( П-2) для случая неколеблющейся молекулы при данном межъядерном расстоянии. [53]
Как и в случае чисто вращательного спектра, инфракрасный спектр ангармонически колеблющейся молекулы возникает, только если с этим колебанием связано изменение дипольного момента, так что, как и ранее, такой спектр дают только двухатомные молекулы, состоящие из разных атомов. Поглощение излучения соответствует переходу колеблющейся молекулы с низкого энергетического уровня на более высокий. [54]