Комбинационное рассеяние света это:

Комбинационное рассеяние света
        рассеяние света веществом, сопровождающееся заметным изменением частоты рассеиваемого света. Если источник испускает линейчатый спектр, то при К. р. с. в спектре рассеянного света обнаруживаются дополнительные линии, число и расположение которых тесно связаны с молекулярным строением вещества. К. р. с. открыто в 1928 советскими физиками Г. С. Ландсбергом и Л. И. Мандельштамом при исследовании рассеяния света в кристаллах и одновременно индийскими физиками Ч. В. Раманом и К. С. Кришнаном при исследовании рассеяния света в жидкостях (в зарубежной литературе К. р. с. часто называют эффектом Рамана). При К. р. с. преобразование первичного светового потока сопровождается обычно переходом рассеивающих молекул на другие колебательные и вращательные уровни (см. Молекулярные спектры), причём частоты новых линий в спектре рассеяния являются комбинациями частоты падающего света и частот колебательных и вращательных переходов рассеивающих молекул — отсюда и назв. «К. р. с.».
         Для наблюдения спектров К. р. с. необходимо сконцентрировать интенсивный пучок света на изучаемом объекте. В качестве источника возбуждающего света чаще всего применяют ртутную лампу, а с 60-х гг. — лазерный луч. Рассеянный свет фокусируется и попадает в спектрограф, где спектр К. р. с. регистрируется фотографическим или фотоэлектрическим методами.
         К. р. с. наиболее часто связано с изменением колебательных состояний молекул. Такой спектр К. р. с. состоит из системы спутников, расположенных симметрично относительно возбуждающей линии с частотой ν. Каждому спутнику с частотой ν — νi (красный, или стоксов, спутник) соответствует спутник с частотой ν + νi (фиолетовый, или антистоксов, спутник). Здесь νi— одна из собственных частот колебаний молекулы. Таким образом, измеряя частоты линий К. р. с., можно определять частоты собственных (или нормальных) колебаний молекулы, проявляющихся в спектре К. р. с. Аналогичные закономерности имеют место и для вращательного спектра К. р. с. В этом случае частоты линий определяются вращательными переходами молекул. В простейшем случае вращательный спектр К. р. с. — последовательность почти равноотстоящих симметрично расположенных линий, частоты которых являются комбинациями вращательных частот молекул и частоты возбуждающего света.
         Согласно квантовой теории, процесс К. р. с. состоит из двух связанных между собой актов — поглощения первичного фотона с энергией hν (h — Планка постоянная) и испускания фотона с энергией hν' (где ν' = ν ± νi), происходящих в результате взаимодействия электронов молекулы с полем падающей световой волны. Молекула, находящаяся в невозбуждённом состоянии, под действием кванта с энергией hν через промежуточное электронное состояние, испуская квант h (ν — νi), переходит в состояние с колебательной энергией hνi. Этот процесс приводит к появлению в рассеянном свете стоксовой линии с частотой ν — νi (). Если фотон поглощается системой, в которой уже возбуждены колебания, то после рассеяния она может перейти в нулевое состояние; при этом энергия рассеянного фотона превышает энергию поглощённого. Этот процесс приводит к появлению антистоксовой линии с частотой ν + νi ().
         Вероятность w К. р. с. (а следовательно, интенсивность линий К. р. с.) зависит от интенсивностей возбуждающего I0 и рассеянного I излучения: w= aI0(b + J), где а и b — некоторые постоянные; при возбуждении К. р. с. обычными источниками света (например, ртутной лампой) второй член мал и им можно пренебречь. Интенсивность линий К. р. с. в большинстве случаев весьма мала, причём при обычных температурах интенсивность антистоксовых линий Iacт, как правило, значительно меньше интенсивности стоксовых линий I. Поскольку вероятность рассеяния пропорциональна числу рассеивающих молекул, то отношение Iacт/I определяется отношением населённостей основного и возбуждённого уровней (см. Населённость уровня). При обычных температурах населённость возбуждённых уровней невелика и, следовательно, интенсивность антистоксовой компоненты мала. С повышением температуры их населённость возрастает (см. Больцмана статистика), что приводит к увеличению интенсивности антистоксовых линий. Интенсивность линий К. р. с. I зависит от частоты ν возбуждающего света: на больших расстояниях (в шкале частот) от области электронного поглощения молекул I Комбинационное рассеяние света ν4, при приближении к полосе электронного поглощения наблюдается более быстрый рост их интенсивности. В некоторых случаях при малых концентрациях вещества удаётся наблюдать резонансное К. р. с. — когда частота возбуждающего света попадает в область полосы поглощения вещества. При возбуждении К. р. с. Лазерами большой мощности вероятность К. р. с. возрастает и возникает вынужденное К. р. с. (см. Вынужденное рассеяние света), интенсивность которого того же порядка, что и интенсивность возбуждающего света.
         Линии К. р. с. в большей или меньшей степени поляризованы (см. Поляризация света). При этом различные спутники одной и той же возбуждающей линии имеют различную степень поляризации, характер же поляризации стоксова и антистоксова спутников всегда одинаков.
         К. р. с., как и Инфракрасная спектроскопия, является эффективным методом исследования строения молекул и их взаимодействия с окружающей средой. Существенно, что спектр К. р. с. и инфракрасный спектр поглощения не дублируют друг друга, поскольку определяются различными Отбора правилами. Сопоставляя частоты линий в спектре К. р. с. и инфракрасном спектре одного и того же химического соединения, можно судить о симметрии нормальных колебаний и, следовательно, о симметрии молекулы в целом. Таким путём из нескольких предполагаемых моделей молекулы может быть выбрана реальная модель, отвечающая закономерностям в наблюдаемых спектрах. Частоты, а также другие параметры линий К. р. с. во многих случаях сохраняются при переходе от одного соединения к другому, обладающему тем же структурным элементом. Эта т. н. характеристичность параметров линий К. р. с. лежит в основе структурного анализа молекул с неизвестным строением.
         К. р. с. в кристаллах обладает некоторыми особенностями. Колебания атомов в кристалле можно отождествить с газом Фононов, а К. р. с. в кристаллах рассматривать как рассеяние на фононах. Другие Квазичастицы кристалла (поляритоны. магноны и др.) также изучаются методами К. р. с.
         Спектры К. р. с. каждого соединения настолько специфичны, что могут служить для идентификации этого соединения и обнаружения его в смесях. Качественный и количественный анализ по спектрам К. р. с. широко применяют в аналитической практике, особенно при анализе смесей углеводородов.
         Благодаря применению лазеров в качестве источников возбуждающего света () значительно расширился круг объектов, доступных для исследования методами К. р. с., стало возможным более детальное изучение газов, порошков и окрашенных веществ, например полупроводниковых материалов. Кроме того, применение лазеров резко сократило требования к количеству исследуемого вещества.
         Лит.: Ландсберг Г. С., Избр. труды, М., 1958, с. 101—170; Мандельштам Л. И., Полн. собр. трудов, т. 1, М., 1947, с. 293, 305; Raman С. V., Krishnan К. S., A new type of secondary radiation, «Nature», 1928, v. 121, № 3048, p. 501; Сущинский М. М., Спектры комбинационного рассеяния молекул и кристаллов, М., 1969; Light scattering spectra of solids, ed by G. B. Wright, B., 1969; Ландсберг Г. С., Бажулин П. А., Сущинский М. М., Основные параметры спектров комбинационного рассеяния углеводородов, М., 1956; Брандмюллер И., Мозер Г., Введение в спектроскопию комбинационного рассеяния света, пер. с нем., М., 1964; Бобович Я. С., Последние достижения в спектроскопии спонтанного комбинационного рассеяния света, «Успехи физических наук», 1969, т. 97, в. 1, с. 37.
         М. М. Сущинский.
        
        Рис. 2. Схема стоксовых (с частотами ν-ν1; ν-ν2; ν-ν3) и антистоксовых (ν+ν1; ν+ν2; ν+ν3) линий при комбинационном рассеянии света с частотой ν.
        
        Рис. 3. Схемы стоксова (а) и антистоксова (б) переходов при комбинационном рассеянии света. О — основной уровень, hνi — колебательный уровень, hνe — промежуточный электронный уровень молекулы.
        
        Рис. 4. Схемы установок для наблюдения К. р. с. при использовании лазеров: a — объект прозрачный — жидкость или кристалл; б — порошкообразный объект, метод «на просвет»; в — метод «на отражение». K1, К2 — линзы; О — объект; Sp — щель спектрографа; Э — экран для устранения возбуждающего излучения.
        
        Рис. 1. Спектр комбинационного рассеяния света на вращательных уровнях молекул газа N2O при возбуждении их ртутной линией с длиной волны 2536,5 Å.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Комбинационное рассеяние света" в других словарях:

  • КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — рассеяние света в вом, сопровождающееся заметным изменением частоты рассеиваемого света. Если источник испускает линейчатый спектр, то при К. р. с. в спектре рассеянного излучения обнаруживаются дополнит. линии, число и расположение к рых тесно… …   Физическая энциклопедия

  • КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — рассеяние света в газах, жидкостях и кристаллах, сопровождающееся заметным изменением его частоты. В отличив от рэлеевского рассеяния света, при К. р. с. в спектре рассеянного излучения наблюдаются спектральные линии, отсутствующие в линейчатом… …   Физическая энциклопедия

  • КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — КОМБИНАЦИОННОЕ рассеяние света, рассеяние света молекулами, при котором частоты рассеянного света являются комбинациями (суммой, разностью и т.п.; отсюда название) частоты падающего света и частот колебаний или вращения молекул. Открыто в 1928… …   Современная энциклопедия

  • комбинационное рассеяние света — Молекулярное рассеяние света, при котором частоты рассеянного света представляют собой комбинации (суммы и разности) частот колебаний падающего света с частотами собственных колебаний рассеивающего вещества. [Сборник рекомендуемых терминов.… …   Справочник технического переводчика

  • КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — (Рамана эффект) рассеяние света молекулами, при котором частоты рассеянного света являются комбинациями частоты падающего света и колебаний или вращений молекул. В оптических спектрах молекул наблюдаются дополнительные линии с комбинационной… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Комбинационное рассеяние света — Атомно силовой микроскоп со спектрометром, позволяющие изучать комбинационное рассеяние Комбинационное рассеяние света (эффект Рамана)  неупругое рассеяние оптического излучения на молекулах вещества (твёрдого, жидкого или газообразного),… …   Википедия

  • комбинационное рассеяние света — (Рамана эффект), рассеяние света молекулами, при котором частоты рассеянного света являются комбинациями частоты падающего света и частот колебаний или вращений молекул. В оптических спектрах молекул наблюдаются дополнительные линии с… …   Энциклопедический словарь

  • КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — рассеяние света кристаллами, жидкостями и газами, сопровождающееся изменением частоты света. При комбинац. рассеянии монохроматич. света (см. Монохроматическое излучение) с частотой v в спектре рассеянного света наблюдаются дополнит. частоты,… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — (Ра мана эффект), рассеяние света молекулами, при к ром частоты рассеянного света являются комбинациями частоты падающего света и частот колебаний или вращений молекул. В оптич.спектрах молекул наблюдаются дополнит, линии с комбинац. частотой.… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • РАССЕЯНИЕ СВЕТА — изменение к. л. хар ки потока оптического излучения (с в е т а) при его вз ствии с в вом. Этими хар ками могут быть пространств. распределение интенсивности, частотный спектр, поляризация света. Часто Р. с. наз. только явление несобств. свечения… …   Физическая энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «Комбинационное рассеяние света» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»