Cтраница 2
Для второй группы элементов, а также для элементов с простой системой уровней, у которых, однако, нижнее состояние является мультиплетным ( например, А1, В, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb), при высоких температурах наблюдается истощение основного невозбужденного состояния. Поэтому Z нельзя, как это иногда ошибочно делают, полагать равным gq - статистическому весу основного состояния. [16]
Правило Гунда не запрещает иного расположения электронов на одинаковых по энергии орбиталях. Оно лишь определяет, какое расположение электронов отвечает основному невозбужденному состоянию атома. [17]
![]() |
Экспериментальная установка для определения временных зависимостей концентрации и температуры при помощи рамановскои и рэлеев-ской спектроскопии [ Masri et al., 1988 ]. [18] |
В случае рэлеевского рассеяния фотон переизлучается и молекула возвращается в исходное состояние. Из виртуального возбужденного состояния молекула не обязательно переходит в основное невозбужденное состояние. В таком случае излученный фотон имеет меньшую ( или большую) энергию, чем поглощенный фотон лазерного излучения. Этот неупругий процесс называется стоксовым ( или антистоксовым) рамановским ( комбинационным) рассеянием. В любом случае разность энергий фотона лазерного излучения и переизлученного фотона пропорциональна разности энергий соседних колебательных уровней Ei. Поскольку эта величина индивидуальна для каждой молекулы, частоты излучения отдельных молекул после комбинационного рассеяния несколько отличаются. При помощи спектрометра можно легко отстроить каждую длину волны и измерить интенсивность излучения комбинационного рассеяния. [19]
Полученные результаты позволяют предполагать, что процесс образования метальных радикалов является двухквантовым. В таком случае можно допустить, что поглощение первого кванта энергии переводит молекулу в возбужденное состояние, дезактивация которого возвращает молекулу в основное невозбужденное состояние. Однако следует иметь в виду, что одного кванта энергии света с длиной волны К 3000 А уже достаточно для разрыва химической связи Si - С. Такое состояние радикала, находящегося в клетке и, очевидно, достаточно сильно взаимодействующего с остатком молекулы, ниже обозначается символом А. [20]
Все эти достижения позволяют с определенностью утверждать, что достаточно полно и всесторонне разработана теория периодической системы атомов. Иными словами, найдено определенное количественное решение функциональной зависимости типа х / ( 2), где Z - заряд ядра атома, ах - распределение атомных электронов в основном, невозбужденном состоянии. [21]
Испускание энергии атомами на основании квантовой теории объясняется следующим образом. В атомной системе, состоящей из положительного ядра и движущихся вокруг него электронов, последние могут находиться ( в связанном состоянии) только на определенных дискретных энергетических уровнях по отношению к основному невозбужденному состоянию с минимальной энергией. В свободном состоянии электрон ( ионизированный атом) может обладать любой энергией. Переход электрона в атоме из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией сопровождается испусканием кванта, а его поглощение атомом приводит к обратному электронному переходу. [22]
Из скззанного выше следует, что гамма-резонансная методика позволяет определять постоянные квадрупольного взаимодействия даже в том случае, когда ядро обладает квадрупольным моментом только в возбужденном состоянии. Известно, что метод ядерного квадрупольного резонанса ( ЯКР) [104] также позволяет определять величины постоянных квадрупольного взаимодействия, однако лишь в тех случаях, когда атомные ядра обладают отличным от нуля значением Q в основном, невозбужденном состоянии. Тем самым оба метода удачно дополняют друг друга. Отметим, что точность измерения величин А с помощью метода ядерного гамма-резонанса уступает точности, достигаемой с помощью методики ЯКР, несмотря на то, что разрешающая способность первого метода на несколько порядков выше, чем второго. [23]
Таким образом, при решении задачи о структуре сложного атома приходится прибегать к приближенным методам. Один из простейших методов заключается в следующем. В основном, невозбужденном состоянии атома электроны находятся на наинизших возможных квантовых уровнях. При этом для получения результатов, отвечающих опыту, пришлось предположить, что в одном квантовом состоянии, определяющемся тройкой квантовых чисел n, I, mi, может находиться не более двух электронов. Последняя закономерность была указана Паули и носит название принципа ( или запрета) Паули. Энергия квантовых состояний по-прежнему в основном определяется главным квантовым числом п, но, в отличие от атома водорода, состояния с различными / обладают разной энергией из-за электрического взаимодействия между электронами. Минимальную энергию имеют состояния с малыми I. Состояния с большими I отвечают большей энергии. При Н 0 состояния с различными т / обладают одинаковой энергией. В табл. 1.1 приведено количество мест для электронов в различных квантовых состояниях. [24]
Сернистый газ интенсивно поглощает солнечную радиацию в диапазоне длин волн 2900 - 3300 А. Энергия фотонов при этом слишком низка, чтобы произошла диссоциация молекул сернистого газа, но она достаточна для их электронного возбуждения. Возбужденные молекулы намного быстрее реагируют с молекулярным кислородом воздуха, чем молекулы в основном, невозбужденном состоянии. [25]
Переход молекулы в электронное возбужденное состояние может происходить различными путями. Возбуждение наступает в результате столкновения молекулы с быстроко-леблющимися частицами, получившими энергию в результате общего нагревания тела, при поглощении кванта видимого или ультрафиолетового света, при соударении с электронами и иными быстродвижущимися заряженными частицами, а также в ряде других случаев. Возбужденные частицы обычно быстро ( за время, измеряемое миллиардными долями секунды) теряют свою избыточную энергию и переходят в основное невозбужденное состояние. Такой переход может совершиться безызлучатель-ным путем, когда энергия передается окружающим частицам в виде тепла, или с испусканием света. Явление испускания света веществом при его возбуждении различными внешними воздействиями называется люминесценцией. [26]
Поэтому все наглядные образы, созданные для описания свойств ферми-газа, переносятся на ферми-жидкость, а возможность использовать состояния с определенным импульсом или квазиимпульсом определяется тем, что эти состояния, если их энергия близка энергии Ферми, живут достаточно долго. Для того чтобы можно было ограничиться только такими состояниями, вся система должна находиться вблизи своего основного невозбужденного состояния. Например, температура должна быть значительно ниже температуры вырождения. Это - основное упрощающее предположение теории ферми-жидкости, предположение, на котором строится вся теория. [27]
Правда, если функциональные зависимости энергии от импульса для всех нерелятивистских частиц одинаковы: Е р2 / 2т, отличаясь только массами, у квазичастиц они сложны и многообразны. Фактически для фононов понятие массы теряет смысл, ибо соотношение между энергией и импульсом зависит от величины импульса, а потому масса не является постоянной величиной, то есть характерным параметром системы. Причина этого в том, что частицы живут в однородном и изотропном пространстве, а квазичастицы живут в периодической структуре - в кристалле, находящемся в основном состоянии. Иначе говоря, введенные нами квазичастицы ( фононы) - это возбужденные состояния кристалла, а вакуум относительно квазичастиц - это кристалл в основном, невозбужденном состоянии. [28]
Основное состояние невозбужденной молекулы состоит из совокупности колебательных уровней. Каждый колебательный уровень содержит ряд вращательных подуровней, и таким образом получается достаточно широкая полоса энергетических уровней. Возбужденное состояние имеет такую же структуру энергетических уровней. При возбуждении молекула переходит с низшего уровня основного состояния на один из верхних уровней первого возбужденного состояния; затем молекула совершает безызлучательный переход на дно первого возбужденного состояния - верхний рабочий уровень. Нижним рабочим уровнем является один из уровней полосы невозбужденного состояния. С нижнего рабочего уровня в основное невозбужденное состояние молекула совершает безызлучательный переход. [29]
![]() |
Схема простейшего спектрографа. [30] |