химический каталог




Физические методы исследования в химии

Автор Л.В.Вилков Ю.А.Пентин

небречь членом

\т } 3 знаменателе уравнения (XIV. 13). Перепишем это урав2 2

нение для Я/ — яг=— , где п= —~-—г— . Получаем

2п 2

"0*0 л(ш20-с.2)2

(XIV.14)

В гл. XIII было показано, что вращение плоскости поляризации определяется уравнением

о. — — (щ — пГ) d ~ (щ - nr) d. Следовательно, в случае эффекта Фарадея

а— —

2™V (о2-а,2)2 ' (XIV.I5)

Если сэ<шо| то а<0, т. е. вращение происходит влево [см. уравнеРис. XIV. 4. Схема действия силы Лорекца:

для левого круга (с) при движении электрона против часовой стрелки частота вращения увеличивается, для правого круга (о) — уменьшается

ние (XIV. 13)]. Постоянная Верде в указанном приближении имеет вид

(XIV.16)

2nm?tGc

V = (ш0 — uflf

В ряде случаев удобно выразить постоянную Верде через производную дп/д(о. Так как в уравнении (XIV. 12) -^-о^О, то

т

2тс

СО

дп

(XIV. 17)

Для этого уравнения не нужна, оценка соо. Оно полезно также при рассмотрении свободных электронов, когда соо=0.

При переходе к области поглощения в эксперименте по эффекту Фарадея необходимо учитывать эффект Зеемана — расщепление спектральных линий испускания и поглощения в магнитном поле. Согласно упрощенной схеме эффекта Зеемана влияние магнитного пЬля в направлении z состоит в том, что колеблющиеся в плоскости ху электроны можно рассматривать как вращающиеся по и против часовой стрелки (рис. XIV.4). Однако сила Лоренца FA = — —?[vXB] — —е[гХВ] будет изменять частоту вращения электронов. Для левого круга частота увеличивается, поскольку сила FA направлена в центр (правило правой руки) и

(XIV. 18)

Для правого круга сила FA направлена от центра и частота уменьшается:

wr =s (0Q —

(XIV.19)

Из рис. XIVА, а видно, что движение электрона по левому кругу может находиться в резонансе с лучом <Еи а движение по правому кругу (рис. XIV.4, б)—с $т. Уравнения (XIV.18) и (XIV.19) можно получить из (XIV. 12) при ш^шо- Тогда для слабых магнитных

полей ВГ величина i^^J будет близка к нулю. Уравнения (XIV.12) можно преобразовать в новую систему:

(XIV.20)

Таким образом, дисперсионные кривые яг(ю) и ni{a>) будут иметь одинаковый характер, но смещены по оси абсцисс. На рис. XIV.5 представлены кривые /n(co), гсг(ш) и т(со)—гсг(ю) в широкой области ю, включающей поглощение. Эти кривые могут быть получены из уравнений с учетом поглощения. В связи со сдвигом вправо по оси ш для кривой m(w) для области а)<Сюо имеем щ—/2Г<0, т. е. вращение влево. Однако в области поглощения ni>nr, т. е. вращение положительное. Затем снова вращение становится отрицательным.

Эффект Зеемана для нескольких электронов с учетом спина электрона имеет более сложный характер («аномальный» или сложный эффект Зеемана). Его рассмотрение следует проводить на основе квантовой механики.

В магнитном поле В вырожденные электронные энергетические уровни Е атомов и молекул для полного момента импульса 1ф0 расщепляются на ряд уровней, расстояние между которыми пропорционально |В|=В. Частоты перехода между уровнями Е" и Е\ например, в спектрах поглощения будут определяться уравнением

еВ

а, = а,°+ ~2^~(GJ'MJ'~G;M;")> (Xiv.21)

где g — фактор Ланде; Mj—магнитное квантовое число, которое изменяется от —/ до +/.

Спектры поглощения подчиняются следующим правилам отбора: ДАТ—О, ±1. При наблюдении вдоль поля АМ=±1. Переход для АМ= + 1 обладает круговой поляризацией влево, а для \М =—1—вправо (рис. XIV.6). Нижний уровень соответствует М<0, так как в поле В разность энергий Д?—gyBBM (рБ — магнетон Бора — единица магнитного момента). Из-за расщепления основного состояния изменяется его заселенность и, следовательно, интенсивность поглощения для компонент различна.

У*1

м

, о

Е' J м

~о 1 Г~°

Я** 1

л—

\

О

Jf г

. О1

г)

ДМ=-1 AM-+t

Рис. XIV.6. Эффект Зеемана

расщепление вырожденных уровнен в поле:

показаны переходы с правилами отбора ДМ— ±1 для испускания или поглощения вдоль поля В и определенной поляризацией г или /

Таким образом, квантово-механическое объяснение эффекта Фарадея состоит в том, что в магнитном поле В имеет место расщепление вырожденных электронных уровней атомов и молекул, переходы между которыми происходят с поляризацией излучения вправо (ДЛГ=—1) и влево (AAf= + l).

Если в молекуле нет вырождения электронных уровней, то эффект Фарадея возникает в связи с возмущением собственных волновых функций в поле гро и потерей ими центра и плоскости симметрии. Так, возмущенная волновая функция г|э может быть выражена через функцию в отсутствие поля -фо и волновые функции возбужденных состояний молекулы уравнением

+ «*> + 2**t»- (XIV.22)

В первом порядке теории возмущения

ск « J~ , (XIV.23)

где 8 — угол, отсчитываемый от В; Е0 и Eh— энергии состояний яро

И

Анализ уравнения (XIV.23) показывает, что если г|?о=2рг, то я|?Л=3^*у дает чувствительный вклад в Ch, т. е. в деформацию г|э0. Для орбитали г|э0—2s в возмущении участвует 4/-орбиталь. Эффект Фарадея, обусловленный я-связью

страница 92
< 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
шорты и бриджи в липецк купить
вертикальные радиаторы отопления цена
курсы для росписи тарелок в свао
автопрокат такси

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
(06.12.2016)