Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы на билеты по физике.docx
Скачиваний:
13
Добавлен:
04.08.2019
Размер:
65.62 Кб
Скачать

21) Спектры атомов. Тонкая структура спектральных линий.

Вид спектра отражает строение атома вещества, поэтому спектры много электронных атомов сложные поскольку спектральные линии обусловлены переходом электрона из одного энергетического состояния в другое а данное значение энергии определяется не только главным но и орбитальн6ым квантовым числом. Будут различными для s;p;d;f состояний валентного электрона (оптические спектры обусловленны переходами валентного электрона на разные энергетические уровни. Поскольку при переходах электронов с одного энергетического уровня на другой выполняется закон сохранения момента импульса то получается правило отбора ∆l=+-1. Линии спектров атомов возникают при переходе атома из возбужденного состояния в основное. При этом возможны спонтанные и вынужденные переходы, вероятность спонтанного перехода определяется временем жизни атома в возбужденном состоянии An1-n2=1/∆t; (∆t=10-8с). Вероятность вынужденного перехода определяется спектральной плотностью энергии поля(конечность времени жизни атома в возбужденном состоянии приводит к неопределенности энергии возбужденного состояния и как следствие к наличию уширения ширины спектральной линии) ∆E=ħ/∆t-Естественное уширение. Bn1-n2-вынужденное излучение. Если вещество находится в состоянии термодинамического равновесия то наблюдается равенство междк актами испускания и поглощения. (An1-n2+ Bn1-n2)Nn1= An2-n1Nn2; (An1-n2+ Bn1-n2)Nn1-число излучений; An2-n1Nn2-число поглощений. Когда электрон переходит из одного состояния в другое то в момент перехода он может находится как в одном энергетическом состоянии так и в другом, т.е. существует как бы «смесь» обоих состояний. Это состояние электрона определяется волновой функцией зависящей от волновых функций электрона в первом и во втором энергетическом состоянии ψ=С1ψn1+C2ψn2 если при t=0 электрон в состоянии n1 то С2(t=0)=0; при t=tкон электрон в состоянии n2 то С2(tкон)=0; Состояние элктрона от ядра периодически изменяется r=r0eiωt; Мощность излучения определяется квадратом среднего расстояния N ̴ωn|r|2 А среднее расстояние определяется через волновую функцию смешанного состояния. r=∫rψn1 ψn1dV; r ̴C1C2 cos[(En1-En2)t/ħ]; ω= (En1-En2)/ħ; Следовательно среднее состояние электрона от ядра колеблется с частотой соответствующей правилу частот Бора , и такие колебания приводят к излучению и поглощению света.

22) Нормальный и аномальный эффекты Зеемана. Электронный парамагнитный резонанс.

Эффектом Зеемана называется расщипоение спектральных линий и уровней энергии во внешнем могнитном уровне. Объяснение: Атом во внешнем магнитном поле получает дополнительную энергию ∆E=ωм=pmB=pmμ0H=μBmlμ0H. С другой стороны эта дополнительная энергия приводит к изменению частоты излучения ∆E=ħ∆ω; ∆ω= μBmlμ0H/ħ; ω=ω0+-∆ω; (ω0=Em-En/ħ). Поскольку данному значению орбитального квантового числа l соответствует 2l+… то энергетический уровень расщипляется на подуровни. Силу правил отборы(возможны переходы при которых орбиральное квантовое число изменяется на 1, ∆l=+-1 и ml=+-1) для любого энергетического уровня возможно расщипление спектральной линии только на 3 компоненты. ω=ω0+∆ω; ω=ω0; ω=ω0-∆ω. –не наблюдаются в отсутствие внешнего магнитного поля. Все эти компоненты парализованы и характер поляризации зависит от направления наблюдения, при поперечном наблюдении вектор напряженности электрического поля не смещённый компонентой, колеблется в направлении параллельно вектору напряжённости. А в смещенном наблюдении компонента в направление перпендикулярно вектора напряжения. При продольном наблюдении не смещенная компонента исчезает.

Электронный парамагнитный резонанс. Суть явления электронного парамагнитного резонанса заключается в резонансном поглощении электромагнитного излучения неспаренными электронами. Электрон имеет спин S = 1 / 2 и ассоциированный с ним магнитный момент.

Если поместить свободный радикал с результирующим моментом количества движения J в магнитном поле с напряжённостью B0, то для J, отличного от нуля, в магнитном поле снимается вырождение, и в результате взаимодействия с магнитным полем возникает 2J+1 уровней, положение которых описывается выражением: W = gβB0M, (где М = +J, +J-1, …-J) и определяется Зеемановским взаимодействием магнитного поля с магнитным моментом J.