Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ЖА ЖГ ЖД ЖЕ ЖЖ ЖИ ЖО ЖУ

Жизнь - возбужденный атом

 
Жизнь возбужденного атома непродолжительна - 10 - 7 - 10 - 8 сек. Однако некоторые атомы имеют такие возбужденные состояния, из которых электрон не может вернуться спонтанно в нормальное состояние. Для этих метастабильных состояний возбужденное состояние продлено, и вероятность ударов II рода повышается.
Время жизни возбужденных атомов весьма невелико, например, у атомов водорода оно порядка 10 - 8 сек.
Конечная продолжительность жизни возбужденных атомов и молекул приводит к возникновению нелинейных оптических эффектов.
Если считать, что время жизни возбужденного атома составляет 10 - 8 с, то уширение линии за счет выше названной причины для видимой области спектра составляет 10 - 5 нм. Эта ширина линии, которая определяется самой природой излучения, называется естественной шириной.
Существует много способов определения среднего времени жизни возбужденного атома.
Ударная ширина линии связана с конечным временем жизни возбужденного атома, определяемым столкновением с окружающими частицами.
Поэтому неравенство ( 406) эквивалентно требованию, чтобы эффективная продолжительность жизни возбужденных атомов в разряде была во много раз больше, чем в изолированном состоянии. Это условие имеет место при достаточно большой интенсивности соответствующей радиации в разряде. При малых плотностях излучения необходимо пользоваться более сложной теорией.
Процессы излучения, как видно из предыдущего, тесно связаны с продолжительностью жизни возбужденных атомов вероятность вторичных процессов тем больше, чем больше продолжительность жизни возбужденного атома. Поэтому особую роль играют метастабиль-ные атомы, так как вероятность ударов второго рода, а также вероятность ступенчатой ионизации для них выше, чем для излучающих атомов.
Опыты Минковского с сотрудниками проводились прежде всего с целью определить среднюю продолжительность жизни возбужденного атома натрия ( которая была найдена равной 1 39х Ю-8 сек. Здесь мы заинтересованы, главным образом, в действительно наблюденных ими температурах в той части пламени, где температуры эти постоянны.
Опыты Минковского с сотрудниками проводились прежде всего с целью определить среднюю продолжительность жизни возбужденного атома натрия ( которая была найдена равной 1.39 Х 10 - 8 сек. Здесь мы заинтересованы, главным образом, в действительно наблюденных ими температурах в той части пламени, где температуры эти постоянны.
Рассмотрим произведение сот, которое с точностью до множителя 2я дает отношение времени жизни возбужденного атома к периоду колебаний. Согласно классическим представлениям ют определяет число колебаний за время высвечивания. Другими словами, это есть число волн в отдельном излучаемом атомом цуге.
Рассмотрим произведение шт, которое с точностью до множителя 2л дает отношение времени жизни возбужденного атома к периоду колебаний. Согласно классическим представлениям шт определяет число колебаний за время высвечивания. Другими словами, это есть число волн в отдельном излучаемом атомом цуге.
Уширение, связанное со столкновениями, существенно тогда, когда среднее время между столкновениями становится меньше времени жизни возбужденного атома или одного с ним порядка. Это приводит к расщеплению энергетических уровней ( эффект Штарка), которое проявляется в симметричном уширении и сдвиге спектральной линии. Оба эффекта, о которых говорится выше, существенны лишь в источниках с высоким давлением, таких, например, как дуга ( или искра) в воздухе.
Процессы излучения, как видно из предыдущего, тесно связаны с продолжительностью жизни возбужденных атомов вероятность вторичных процессов тем больше, чем больше продолжительность жизни возбужденного атома. Поэтому особую роль играют метастабиль-ные атомы, так как вероятность ударов второго рода, а также вероятность ступенчатой ионизации для них выше, чем для излучающих атомов.
NaCl составляет величину порядка 1019 молекул / см5 сек, откуда получается, что число возбужденных атомов натрия в 1 см3 зоны реакции ( умножением последнего числа на среднюю продолжительность жизни возбужденного атома натрия тг 1 5 10 - 8 сек.

Так как концентрация па тесно связана с временем пребывания атома в возбужденном состоянии, то важным результатом этого решения является установление того факта, что соударения второго рода косвенным образом влияют на диффузионную продолжительность жизни возбужденных атомов. Поэтому при большом тушении соударениями второго рода расчеты, исходящие из аддитивного действия обеих рассмотренных причин, приводящих к уничтожению метастабильных атомов, диффузии их к стенкам и соударений второго рода, должны приводить к неточным результатам.
Оптический квантовый генератор с составным стержнем. а - конструкция стержня. б - преломление луча света, падающего на боковую поверхность цилиндра. Этим определяется число ионов, которое в любой момент времени должно находиться в возбужденном состоянии. Время жизни возбужденных атомов мало, так как они теряют энергию в результате спонтанного излучения или вследствие каких-либо других процессов, поэтому их число должно быстро восполняться. Это означает, что для поддержания порогового числа возбужденных атомов необходимо обеспечить определенную максимальную скорость появления новых возбужденных атомов.
Атомы в основном состоянии могут только поглощать фотоны, атомы в возбужденных состояниях могут кар; поглощать, так и испускать фотоны. Время жизни возбужденных атомов водорода имеет порядок величины 10 8 сек.
Атомы в основном состоянии могут только поглощать фотоны, атомы в возбужденных состояниях могут как поглощать, так и испускать фотоны. Время жизни возбужденных атомов водорода имеет порядок величины 10 сек.
Ограниченность времени жизни возбужденных атомов (8.2.22) предопределяет размытие их уровней вследствие квантовых законов, главенствующих в мире микрообъектов.
Определим плотность атомов в выбранном возбужденном состоянии. Пусть т - эффективное время жизни возбужденных атомов, которое определяется как уходом атомов на стенки, так и излучением, свободно выходящим за пределы положительного столба.
Эмиссии кислорода соответствуют метастабильным состояниям со временем жизни соответствующих возбужденных атомов 0 74 и 110 с. А) отот дублет доминирует.
Конечная длительность жизни возбужденного состояния атома приводит с необходимостью к существованию явления тушения флуоресценции. Объясняется это тем, что за время, равное продолжительности жизни возбужденных атомов, последние могут столкнуться с молекулами примеси и отдать им энергию возбуждения.
Существуют, по-видимому, процессы рекомбинации, которые приводят к значительно большим значениям ре. Было показано [165], что рг должно быть большим, когда время передачи энергии рекомбинации становится значительно меньше среднего времени жизни возбужденного атома. Например, диссоциация молекул происходит за промежуток времени, соответствующий одному колебанию ( 10 - 13 сек), и, согласно правилу Франка - Кондона, электрон в молекуле переходит из одного возбужденного состояния в другое за время, которое пренебрежимо мало по сравнению с периодом колебания.
Действительно, во всех пламенах, в которых количество введенного металла ( по его излучению производят измерение) настолько мало, что пламя для данной спектральной линии является оптически тонким, имеет место отклонение от равновесия вследствие излучения пламени. Учитывая, что основной частью смеси является азот, для пламен воздушных смесей, температура которых составляет около 2000 К, время жизни возбужденного атома Na, дезактивация которого происходит в результате столкновения, при давлении 0 1 МПа составляет 3 3 - 10 - 10 с, а характеристическое время излучения-1 6 - Ю-8 с.
В настоящее время твердо установлено, что v-излучение испускается дочерним ( а не материнским) ядром. Дочернее ядро в момент своего образования, оказываясь возбужденным, за время примерно 10 - 13 - 10 - 14с, значительно меньшее времени жизни возбужденного атома ( примерно 10 - 8 с), переходит в основное состояние с испусканием у-излучения. Возвращаясь в основное состояние, возбужденное ядро может пройти через ряд промежуточных состояний, поэтому у-из-лучение одного и того же радиоактивного изотопа может содержать несколько групп Y-квантов, отличающихся одна от другой своей энергией.
Задача 5.9. Плотность возбужденных атомов N в газе, заполняющем объем, поддерживается постоянной по объему. Вычислить поток фотонов, выходящих за пределы системы, если форма линии излучения лоренцевская, коэффициент поглощения в центре линии равен &, а время жизни возбужденных атомов относительно высвечивания равно т и значительно превышает характерные времена установления равновесной плотности.
В настоящее время твердо установлено, что у-излучение испускается дочерним ( а не материнским) ядром. Дочернее ядро в момент своего образования, оказываясь возбужденным, за время примерно 10 - 13 - 10 - 14 с, значительно меньшее времени жизни возбужденного атома ( примерно 10 - 8 с), переходит в основное состояние с испусканием у-излучения. Возвращаясь в основное состояние, возбужденное ядро может пройти через ряд промежуточных состояний, поэтому у-излучение одного и того же радиоактивного изотопа может содержать несколько групп у-квантов, отличающихся одна от другой своей энергией.
Между тем, если сопоставить известиые данные о длительности импульсов лазерного излучения тл и о характерных временах отклика тотал и релаксации трел различных сред ( лекции 2, 6, 9), то ясно, что возможно и нестационарное взаимодействие, когда тл т, , Трел. В качестве примера можно напомнить, что импульспое лазерное излучение может быть реализовано и в пи-ко - п в фемтосекундном диапазонах, а типичное естественное время жизни возбужденных атомов и молекул лежит в наносе-куидпом диапазоне.

Фотон, излучаемый атомом, прежде чем покинуть источник света, может быть поглощен другим атомом того же вещества, который переходит на более высокий энергетический уровень. Чем больше концентрация вещества в источнике света, тем чаще происходит такое поглощение. Общее время жизни возбужденных атомов увеличивается, что приводит к росту числа гасящих соударений. В результате рост интенсивности спектральной линии при увеличении концентрации замедляется.
Зависимость интенсивности спектральной линии от концентрации вещества. а - в обычных координатах. б - в логарифмических для небольшого интервала концентраций. Фотон, излучаемый атомом, прежде чем покинуть источник света, может быть поглощен другим атомом того же вещества, который переходит на более высокий энергетический уровень. Чем больше концентрация вещества в источнике света, тем чаще происходит такое поглощение. Общее время жизни возбужденных атомов увеличивается, что приводит к росту числа гасящих соударений. В результате рост интенсивности спектральной линии при увеличении концентрации замедляется.
Согласно проведенным оценкам температура излучающих частиц или излучающих областей шаровой молнии порядка 2000 К, тогда как температура воздуха на границе с шаровой молнией согласно данным предыдущего параграфа существенно ниже. Это расхождение можно было бы объяснить неравновесными условиями в системе, которые относятся к излучающим возбужденным атомам или молекулам. В этом случае неравновесность создается за счет малого времени жизни возбужденного атома, и с такими ситуациями мы часто имеем дело в различных задачах атомной физики, физики плазмы и высокотемпературных процессов. Однако при атмосферном давлении основной канал разрушения возбужденных атомов или молекул в воздухе определяется их столкновениями с молекулами воздуха, а не излучательными процессами. Это означает, что с близкой к единице вероятностью возбужденный атом тушится в результате столкновения с молекулами воздуха, и тем самым возбужденные атомы находятся в термодинамическом равновесии с молекулами воздуха. Этот вывод, полученный для резонансно возбужденных атомов, тем более справедлив для других возбужденных атомов или молекул, которые обладают меньшим излучательным временем жизни. Поэтому плотность возбужденных атомов или молекул определяется только температурой рассматриваемой нагретой области и не зависит от способа создания возбужденных частиц. Тем самым полученная ранее температура излучения является температурой тех областей шаровой молнии, которые создают ее свечение.
Этот коэффициент может быть найден согласно волновой механике ( А - - vVW2, где v - частота излучения и УН-электрический дипольный момент осциллятора) из измерений формы спектральных линий или дисперсии света в газе. Часто применяется величина 1 / Л т - среднее время жизни возбужденного атома, которое обычно имеет значения порядка 10 - 8 сек. Однако метастабильные состояния имеют гораздо большие - времена жизни; они могут быть от 10 - 4 сек до нескольких секунд в зависимости от условий.
Установлено, что у-лучи как самостоятельный вид естественной радиоактивности не встречаются и обычно сопровождают а - и Р - распады. Опытным путем установлено, что у-лучи испускаются не материнским, а дочерним ядром, которое в момент своего образования оказывается возбужденным и обладает избыточной энергией по сравнению с обычным, нормальным энергетическим состоянием ядра. За весьма малое время ( порядка 1СГ13 - 10 - 14 сек, значительно меньшее, чем время жизни возбужденного атома ( - 10 8 сек), дочернее ядро переходит в нормальное или менее возбужденное состояние и при этом испускает у-лучи, имеющие дискретный, линейчатый спектр.
Чем точность определений с помощЫФ спектрофотометров, является наиболее важным результатом метода Рождественского, Для определения силы осциллятора с помощью метода Рождественского необходимо измерить в шкале длин волн расстояние между вершинами крюков. Это позволяет определить произведение Nfa для исследуемой линии поглощения, что определяет интенсивность данной линии. Определив с помощью дополнительных опытов число поглощающих атомов N, можно вычислить / Зная силу осциллятора, можно вычислить вероятность перехода и связанное с ней время жизни возбужденного атома в определенном состоянии.
Другие процессы, ограничивающие время взаимодействия поглощающего атома с лазерным пучком, тоже вызывают уширение. Пролетное уширение происходит, когда быстро движущийся атом проходит через узкий лазерный пучок. Например, атом, движущийся со скоростью 106 см / с, проходит через сфокусированный лазерный пучок диаметром 100 мкм всего за 10 - 8 с. Так как это время сравнимо с естественным временем жизни возбужденного атома, то и ширина линии сравнима с естественной шириной линии.
Гамма-излучение не вызывает изменения заряда и массового числа ядер, а поэтому не описывается никакими правилами смещения. Установлено, что у-лучи как самостоятельный вид естественной радиоактивности не встречаются и обычно сопровождают а - и 3 - аспады. Опытным путем установлено, что у-лучи испуска - Ktiся не материнским, адочерним ядром, которое в туомент своего образования оказывается возбужденным и обладает избыточной энергией по сравнению с обычным, нормальным энергетическим состоянием ядра. За весьма малое время ( порядка 10 - 13 - - 10 - 14 с), значительно меньшее, чем время жизни возбужденного атома ( - 10 - 8 с), дочернее ядро переходит в нормальное или менее возбужденное состояние и при этом испускает - излучение, имеющее дискретный, линейчатый спектр.
Гамма-излучение не вызывает изменения заряда и массового числа ядер, а поэтому не описывается никакими правилами смещения. Установлено, что у-лучи как самостоятельный вид естественной радиоактивности не встречаются и обычно сопровождают а - и р-распады. Опытным путем установлено, что улучи испускаются не материнским, адочерним ядром, которое в момент своего образования оказывается возбужденным и обладает избыточной энергией по сравнению с обычным, нормальным энергетическим состоянием ядра. За весьма малое время ( порядка 10 - 13 - - 10 - 14 с), значительно меньшее, чем время жизни возбужденного атома ( - 10 - 8 с), дочернее ядро переходит в нормальное или менее возбужденное состояние и при этом испускает у-излучение, имеющее дискретный, линейчатый спектр.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11