23) Излучение и поглощение света. Спонтанное и вынужденное излучение. Оптические квантовые генераторы.

Если атом находится в возбужденном состояние то он вернется в основное излучив при этом квант энергии. Излучение возможно спонтанное а возможно вынужденное. Вынужденное излучение провоцируется квантом с энергией равной разнице энергии возбужденного и основного состояний, при этом излучаются 2 кванта с одинаковой энергией, причем излучаемый дополнительный фотон является точной копией первичного(тоже направление движения таже энергия) С волновой точки зрения это означает что происходит увеличение амплетуды падающей волны, т.е. интенсивности света без изменения её частоты и фазы. С другой стороны среда может поглощасть падающие на неё излучения т.е. возможно 2 конкурирующих процесса либо поглощение света в вещество либо его уселение. I=I₀e^-αl; α=k(N₂-N₁); N₂-число поглощений; N₁-число вынужденных излучений. Если α>0; N₂>N₁ то вещество поглощает свет. Если α<0; N₂>N₁ то вещество усиливает проходящий свет. Вещества усиливающие проходящий свет называются средами с отрицательным поглощением у них число атомов на возбужденных уровнях больше числа атомов в нормальных состояниях, такие состояния называют инверсными, а процесс перехода в инверсные сосотояния называют накачкой.

Оптические квантовые генераторы. Принципеальная схема устройства всех лазеров включает следующие элементы: 1) Система накаливания; 2) Активную среду; 3)Аптический резонатор. Особенности: 1) Высокая монохроматичность; 2) Высокая кагерентность; 3) Малое угловое расхождение пучка света; 4) Большая плотность потока энергии.

24) Рентгеновские спектры. Закон Мозли.

Рентгеновские лучи возникают в результате преобразований кинетической энергии быстрых электронов в энергию электронного излучения. Существует 2 типа рентгеновского излучения:-белое; -характеристическое. Белое характеризуется сплошным спектром и вызывается торможением быстрых электронов при их движение в веществе, оно ограниченно со стороны малых длин волн минимальной длинной волны, величина которой определяется значением ускоряющего напряжения hc/λ_min=eu. Характеристическое рентгеновское излучение имеет линейчатый спектр, характерный для атомов вещества анода. Частота линий энергетического рентгеновского спектра определяется законом Мозли. Закон Мозли: ν=R(Z-σ)(1/n²-1/m²) Образование линий характеристического рентгеновского спектра объясняется тем что быстрые электроны выбивают электроны с внутренних электронных оболочек атома на ассвободившееся при этом место переходят электроны с внешних электронных оболочек что сопровождается излучением кванта энергии. Переход с внешних оболочек на первый энергетический уровень образует k-серию. Частоты линий в пределах одной серии возрастают а интенсивно убывает.

25) Типы химических связей. Ионная и ковалентная связи. Теория ковалентной связи для молекулы водорода.

Молекула наименьшая частица вещества обладающая его химическими свойствами. Молекулы состоят из атомов, соединённых химическими связями. Химические связи обусловлены взаимодействием между валентными электронами атома. Растояние между атомами, соответствующие равенству сил притяжения и отталкиванию и минимуму потанцеальной энергии взаимодействия называется длинной химической связи. Величина численно равная минимальной потанцеальной энергией называется энергией диссоциации молекулы или энергией связи. При образование молекул энергия выделяется для разрушения, нужно энергию затрачивать. Энергия выделяющаяся при образование молекулы является мерой сил взаимодействия между атомами молекул. Теория ковалентной связи для молекулы водорода. Различают следующие типы химической связи: а) Ионная или гетерополярная-преобразовывая молекулы один из атомов забирает валентные электроны другого, достраивая свою внешнюю электронную оболочку, при этом возникают два разноимённых иона взаимодействующих друг с другом с кулоновской силой. Ионная связь имеет не направленный характер и не является насыщенной. б) Ковалентная или гомеополярная характерна для молекул из одинаковых атомов, обладает свойством насыщения, образование ковалентной связи объясняется только с квантово-механической точки зрения и связано с неразличимостью тождественных частиц.

Обменный интеграл для молеклы водорода в определённом диапазоне расстояний между атомами отрицательный. Вследствие этого, для синглетных состояний он обеспечивает дополнительное притягивание между ядрами атомов, а для триплетных — дополнительное отталкивание. Дополнительное притягивание обусловливает появление минимума электронной энергии на расстоянии приблизительно в 1,5 радиуса Бора (что соответствует приблизительно 75 пм). Этот минимум возникает только для синглетного состояния, то есть для антипараллельных спинов. Таким образом устанавливается ковалентная связь между атомами. Электроны двух атомов водорода «спариваются». Насыщение ковалентной связи: Для параллельных спинов, то есть для триплетного состояния, дополнительный положительный вклад в энергию приводит к тому, что атому отталкиваются на любом расстоянии. Этим объясняется насыщение ковалентной связи. Молекула водорода может состоять только из двух атомов. Третий атом водорода не может образовать связь с молекулой потому, что его спин непременно будет параллельным одному из спинов электронов в составе молекулы. Параллельность спинов приводит к отталкиванию между ядрами на любом расстоянии. Необходимо отметить, что на больших расстояниях между атомами они притягиваются в любых состояниях благодаря Ван-дер-Ваальсовому взаимодействию, которое, однако, намного слабее ковалентной связи. Ван-дер-Ваальсово взаимодействие не учитывается в приведенной теории, поскольку требует рассмотрения возбуждённых состояний высших, чем 1s-орбиталь.