Резонансный метод исследования строительных материалов — страница 3

  • Просмотров 256
  • Скачиваний 4
  • Размер файла 23
    Кб

энергиями e = hn (h - постоянная Планка) [1]. При совпадении энергии фотона с разностью энергий каких-либо двух уровней hn = Ek - Ei наступает резонанс, то есть резко возрастает число поглощаемых системой фотонов, вызывающих квантовые переходы с нижнего уровня Ei на верхний Ek . ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАНС Оптическим резонансом можно назвать избирательное поглощение инфракрасного, видимого или ультрафиолетового света веществом. В газообразном

веществе свет поглощается отдельными атомами или молекулами, которые практически не взаимодействуют друг с другом, хотя и испытывают соударения. Поэтому спектр поглощения носит линейчатый характер, а частоты линий поглощения nik = (Ek - Ei)/ h отвечают квантовым переходам между энергетическими уровнями атомов или молекул. Поглощая фотон, атом (молекула) переходит в возбужденное состояние, а при столкновениях с другими атомами

(молекулами) возвращается в основное состояние. Избыток энергии при этом превращается в кинетическую энергию движущихся частиц, то есть газ нагревается. Энергетический спектр молекул в отличие от спектра атомов имеет дополнительные уровни в низкочастотном диапазоне, отвечающие колебаниям атомов в молекулах. Это не только приводит к дополнительным резонансам в инфракрасной области спектра, но и создает тонкую структуру

спектральных линий в видимой области спектра. Дополнительные линии появляются потому, что одновременно с фотоном поглощается или излучается квант колебаний. Часто эти линии сливаются в полосы, и спектр приобретает полосатый характер. Кроме того, в формировании тонкой структуры спектра могут участвовать еще более низкочастотные кванты вращательных движений атомов. Поскольку каждый атом или молекула имеет свой характерный

для них энергетический спектр, можно по оптическому спектру устанавливать химический состав вещества. Это привело к возникновению спектрального анализа. Эффективность этого анализа видна хотя бы из того факта, что, исследуя спектр Солнца, ученые открыли новый химический элемент - гелий, который был получен в лабораторных условиях лишь позднее. Спектры твердых тел (кристаллов) существенно отличаются от линейчатых, образуя

более или менее сплошное поглощение, на фоне которого видны провалы и пики. При понижении температуры в спектре обычно проявляется тонкая структура. По характеру этих спектров можно судить о структуре, симметрии твердого тела и внутренних взаимодействиях в нем. Оптический резонанс возможен не только при поглощении света, но и при его излучении (так называемое индуцированное излучение). Это обстоятельство было использовано