Реферати статті публікації

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Квантова механіка і атомна фізика

Комбинационное рассеяние света

Проанализируем явление
дисперсии с точки зрения энергетической схемы.
Предположим, что на атом, обладающий всего лишь тремя
уровнями Ek"<Ek<Ew (фиг. 15.2), падает фотон с энергией
8 = Ь(х).
Вообще говоря, рассеяние этого фотона представляет собой
эффект второго порядка и может происходить двояким путем:
1) вначале произойдет поглощение падающего фотона (при этом
электрон, находящийся в начальный момент на уровне ky пе-
рейдет в некоторое промежуточное состояние, которое, вообще
говоря, может быть и запрещенным1 (фиг. 15.2,/), а затем
испускание рассеянного фотона; 2) сначала атом испустит фо-
тон (фиг. 15.2, //), а потом только произойдет поглощение
падающего фотона. Если электрон после этих двух процессов
возвратится в свое прежнее состояние, то согласно закону сохра-
нения энергии частота о/ рассеянного фотона равна частоте па-
дающего фотона со.2
Может оказаться, что из промежуточного состояния электрон
перейдет не на начальный уровень ky а на уровень k\ лежащий
выше, или на уровень k", лежащий ниже, чем уровень к
(фиг. 15.3). Тогда частота рассеянного света (©' или со") не бу-
дет равна частоте со падающего света. В таких случаях говорят
о так называемом комбинационном рассеянии, или
раман-эффекте. Экспериментально комбинационное рас-*'
сеяние света впервые было обнаружено в жидкостях индийским
физиком Раманом, а в твердых телах — советскими физиками
Л. И. Мандельштамом и Г. С. Ландсбергом A928).
1 Точнее, в промежуточных состояниях закон сохранения энергии может
нарушаться. Только в окончательном результате этот закон должен выпол-
няться.
2 В случае резонанса (со « со^) наряду с рассеянием фотоны могут
также поглощаться, а электроны в атоме совершать вынужденные переходы.
Вероятность вынужденных переходов определяется коэффициентом Эйнштейна
^kkf (Фиг- 15 2,///). Наличие внешнего поля может также усилить переходы
сверху вниз Тогда наряду со спонтанным появляется еще и вынужденное
излучение, пропорциональное коэффициенту Вкк (фиг. 15.2, IV),
15*
228 ЧАСТЬ I. НЕРЕЛЯТИВИСТСКАЯ КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА
а | 1 1 Как-видно из фиг. 15.3, частота рас-
?3 сеянного фотона в раман-эффекте мо-
ш* ш» жет быть как меньше, так и больше
# | | | [ частоты падающего.
В первом случае линии
Фиг. 15.4. Наложение моле- со'= СО — c$V? < CD, A5.61)
кулярных частот на частоту
падающего света: называемые стоксовыми линиями (сме-
^rj??wp™™*?a?t; ЩеНИе ПРОИСХОДИТ В СТОРОНУ «КрЗСНОЙ»
б-смещение спектральной ли- чаСТИ СПеКТра), СООТВеТСТВУЮТ ВОЗбуЖ-
нии, обусловленное молекуляр- ' ' J J
ными колебаниями: ю'-о>- ю^э дению атома, так как в результате
(о" ^со + со^», ' рассеяния атом оказывается в энер-
гетически более высоком состоянии.
Во втором случае возникают так назы-
ваемые антистоксовы линии (смещение происходит в сторону
«фиолетовой» части спектра)
ю" = со + aikk" > со, A5.61а)
причем они могут появиться только в том случае, когда свет
рассеивается на возбужденных атомах (фиг. 15.4).
Важную роль комбинационное рассеяние играет при иссле-
довании строения молекул. В самом деле, ротационные и вибра-
ционные (а также вибрационно-ротационные) спектры распо-
ложены в глубокой инфракрасной области (см. § 12) и поэтому
труднодоступны наблюдению. Изучая же комбинационное рас-
сеяние, можно иметь дело с видимым светом и судить о спектре
молекул лишь по изменению частоты в результате рассеяния.

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Комбинационное рассеяние света» з дисципліни «Квантова механіка і атомна фізика»