химический каталог




Физические методы исследования в химии

Автор Л.В.Вилков Ю.А.Пентин

улы.

В свою очередь колеблющийся диполь является источником рассеянной сфе р и ч е с ко й волны электрического поля:

%s = -—л ~~ sin 6 = —— -p^-cos •[*-—] sin 9, (XII.2)

где |&s\ — напряженность электрического поля рассеянного излучения; г—расстояние от центра сферы; 9 — угол между \i и направлением рассеянного луча.

Максимальное рассеяние будет наблюдаться при 9 = л/2. Поэтому эксперимент проводят при наблюдении рассеяния под углом 90° к падающему лучу (рис. XII.1).

Поскольку рассматриваемая молекула изотропна, то поляризованное вдоль z падающее излучение вызовет рассеянное излучение при 9 = jt/2, поляризованное также вдоль z, поскольку $0 и JUL к о л л и и е а р и ы.

Анализ картины рассеяния показывает, что в идеально однородной среде не должно быть явления рассеяния, так как вторичные волны гасят друг друга. М. Смолуховский и А. Эйнштейн разработали теорию рассеяния света на флуктуационных неодно-родностях, возникающих из-за теплового движения молекул.

Для интенсивности рассеянного света изотропными молекулами получено уравнение

/ = /0— я^^ипзе.

?20XV2

где /о — интенсивность падающего света; щ — число молекул в единице объема; V — объем, занимаемый рассеивающими молекулами.

Физический смысл этого уравнения состоит в том, что доказано независимое рассеяние отдельными молекулами [сравните с уравнением (XII.2)].

В случае анизотропных молекул индуцированный дипольный момент [I не совпадает по направлению с <Ег [(см. рис. XII.1)]. Доста

точно рассмотреть проекцию ц на плоскость zOy, поскольку компонента \1Х не дает излучения в направлении х. Таким образом, только компоненты \iz и [iy являются источником рассеянного излучения 1гг и 1гу (верхний индекс указывает поляризацию падающего света, нижний —рассеянного) с поляризацией вдоль z и у.

Так же, как и при рассмотрении рассеяния изотропными молекулами, нужно ожидать эффекта рассеяния на флуктуациях плотности для средней поляризуемости молекулы и на флуктуациях ориентации анизотропно поляризующихся молекул, т. е. на флуктуациях анизотропии молекул. Однако вывод соответствующих уравнений может быть упрощен в связи с тем, что достаточно рассмотреть интенсивность поляризованного рассеяния света отдельной анизотропной молекулой, ориентация которой усреднена.

Поскольку интенсивность поляризованного света пропорциональна квадрату индуцированного дипольного момента, имеем, например,

*1~ Ш = <(**А)>8 = (%l ( S BQCOS*ZQJ У , (XII.4)

где bq (q—\, 2, 3) —главные значения электронной поляризуемости; Шг — поле падающего излучения; bzz — диагональный элемент матрицы b в лабораторной системе координат; cos zq — направляющий косинус.

Направляющие косинусы могут быть выражены через эйлеровы углы и с их помощью может быть проведено изотропное усреднение по ориентациям.

При рассеянии света, поляризованного вдоль z, получены следующие уравнения для 1гг и Izy:

я2 „./ 4

(b2+irY2)

/;='0l5Г'^'lЬ2• (m5)

где b — средняя поляризуемость молекулы; у —анизотропия поляризуемости. Величина Izy составляет деполяризованную часть интенсивности. Более удобной величиной является коэффициент деполяризации, который рассчитывается из экспериментальных величин 1гы и 1гг. Этот коэффициент выражается также через молекулярные характеристики у и b соотношением

(XII.6)

Если падающий луч поляризован по осн xt то

45

Я2 . 3

Х4/*2*<

(ХИ.7)

Прн этом коэффициент деполяризации Ли — 1ху/1хг=1. Компоненты 1ХУ и IХг необходимы прн рассмотрении рассеяния естественного света, поскольку прн нспользованнн естественного света можно считать, что /го=/*о=:/о/2. Каждая нз компонент падающего света JZQ и /*о будет давать вклад в суммарную интенсивность рассеянного света с поляризацией нлн вдоль г, нлн вдоль у, т. е. для рассеяния с поляризацией вдоль z получаем h нз уравнений (XII.5) и (XII.7):

Я2

2XV2?n

45

(XII.8)

и 1У для рассеяния с поляризацией вдоль у

1У ~ * у * 1 у ~ 1Q

2X4r2*J

45

(XII.9)

Коэффициент деполяризации для падающего естественного света равен

6у2

4562 + 7у2

(ХИЛО)

Уравнения (XII.6) и (ХИЛО) дают оценку максимальной деполяризации в случае, если в молекуле, например, Ь\фО и b2~Ь$=0. Тогда Д„=7з и Аи= 7г. По мере уменьшения различий в величинах bq(q—1,2,3) Av и Аи приближаются к нулю.

Из уравнений (XII.6) и (ХИЛО) можно выразить у2. Например, из уравнения (ХИЛО) имеем

у2 = 45*2

6-7Аи

(ХИ.11)

Таким образом, нз эксперимента по релеевскому рассеянию света газов получаем уравнения, связывающее трн главных значения: bi, b2, 63.

Теория рассеяния в жидкостях и растворах сталкивается со значительными трудностями в связи с необходимостью учета изменений внутреннего поля и флуктуации плотности и ориентации. Наилучшим приближением к условиям газовой фазы являются разбавленные растворы в инертных, неполярных и не образующих комплексов растворителях.

Поскольку рассеяние света является суммой двух слагаемых — рассеяние изотропное и анизотропное [см. уравнения (XII.5) н

(XII.8)], можно рас

страница 85
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Скачать книгу "Физические методы исследования в химии" (2.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
брюки флисовые в махачкале
присадка к моторному маслу для раскоксовки колец
мастер маникюра и педикюра научиться
вентилятор vr 60-30

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)