К вопросу о механизме образования линейчатых спектров

Модератор: mike@in-russia

Ответить
Дед
Сообщения: 133
Зарегистрирован: Чт апр 30, 2009 15:46

К вопросу о механизме образования линейчатых спектров

Номер сообщения:#1   Дед » Чт май 07, 2009 15:49

В третьем томе курса общей физики ?Оптика. Атомная энергия? С.Э. Фриш и А.В. Тиморева, Гос. Изд-во технико-теоретической литературы, М., 1957 г., стр. 412 написано ?Из сказанного следует, что при постепенном увеличении энергии возбуждающих электронов не наблюдается свечения, пока их энергия не достигнет определенного значения W, достаточного для перевода атома из нормального состояния в ближайшее возбужденное. Значение ускоряющего потенциала V, соответствующее этой энергии носит название критического. Когда ускоряющий потенциал становится равен критическому, то начнет испускаться одна единственная линия с длиной волны определяемой соотношением λ(Å)=12340/V(В). Эту линию и соответствующий ей потенциал принято называть резонансными. При дальнейшем увеличении энергии электронов появляются все линии спектра одна за другой?.

Получается, что нельзя вызвать излучения какой-либо линии линейчатого спектра невозбужденных атомов, воздействуя на них электронами или квантами электромагнитного излучения, энергия которых меньше величины критического потенциала или резонансной линии.
С другой стороны переход электрона на первый возбужденный уровень является энергетически максимальным по сравнению со всеми последующими последовательными переходами на более высокие уровни возбуждения. Исходя из этого, нет необходимости в дальнейшем увеличении энергии налетающих на атомы электронов для перевода атомных электронов на самые высокие энергетические уровни. Все линии спектра должны появляться практически одновременно, только их интенсивность должна уменьшаться при увеличении длины волны излучаемой линии.
Хотелось бы, чтобы специалисты и просто знающие люди разрешили имеющееся для меня противоречие приведенной цитаты и ответили на следующие вопросы:

-Можно ли вызвать излучение каких-либо длиноволновых линий спектров, воздействуя на невозбужденные атомы квантами электромагнитного излучения энергией меньше резонансной или ускоренными электронами с энергией меньше критического потенциала?
- Каким образом можно объяснить появление все более длиноволнового излучения у остывающих тел?
-Можно нагреть водород (газ) до такого состояния, что молекулы распадаются на атомы, остающиеся в невозбужденном состоянии. Будут ли эти атомы водорода излучать какие-нибудь кванты электромагнитного излучения. Если да, то каков механизм этого излучения и его спектральный состав?
-Чему равна величина работы выхода для электронов водорода?

P.S. Пытался получить эту информацию на МИФИческом форуме, но не удается. Осталась надежда только на ваш форум.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 29911
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#2   morozov » Пт май 08, 2009 14:13

-Можно ли вызвать излучение каких-либо длиноволновых линий спектров, воздействуя на невозбужденные атомы квантами электромагнитного излучения энергией меньше резонансной или ускоренными электронами с энергией меньше критического потенциала?
нельзя
- Каким образом можно объяснить появление все более длиноволнового излучения у остывающих тел?
это "черные тела". они поглощают, в отличие от изолированных атомов, широкий (в идеале бесконечно широкий) спектр излучения, естественно и излучают также. Обычно это твердые тела имющие соответствующий спектр колебаний молекул и электронов. Например зонные электроны. В принципе все конденсированные среды таковы.

-Можно нагреть водород (газ) до такого состояния, что молекулы распадаются на атомы, остающиеся в невозбужденном состоянии. Будут ли эти атомы водорода излучать какие-нибудь кванты электромагнитного излучения. Если да, то каков механизм этого излучения и его спектральный состав?
Проще всего нагреть водород. Была даже такая "атомно-водородная сварка", основанная на рекомбинации атомного газа водорода
"чистый" газ атомов водорода получают в пучках. естественно разряженный. Такой газ если излучает, то только за счет рекомбинации, при которой возникает возбужденная молекула водорода.
-Чему равна величина работы выхода для электронов водорода?
это называется потенциал ионизации в любом справочнике чуть более 13 эВ.
P.S. Пытался получить эту информацию на МИФИческом форуме, но не удается. Осталась надежда только на ваш форум.
Не следовало это делать здесь ...более правильно выставлять посты в "Дискуссионном клубе" форума.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Дед
Сообщения: 133
Зарегистрирован: Чт апр 30, 2009 15:46

Номер сообщения:#3   Дед » Вс май 10, 2009 8:26

Валерий Борисович, я полагаю, что невозбужденные атомы могут поглощать кванты электромагнитного излучения в виде линейчатых спектров даже в том случае, если энергия этих квантов меньше критического потенциала. Но мне непонятно, как это могут сделать электроны, находящиеся на стационарных уровнях, поскольку минимальная энергия, которую может поглотить самый внешний электрон атома, равна критическому потенциалу. Или я ошибаюсь? Если можно, поясните это пожалуйста.
Не совсем понял я и насчет излучения остывающих тел. То, что тела поглощают и излучают широкие спектры - понятно. Не понятна причина, по которой спектр излучения по мере остывания тел смещается в длинноволновую область? Если это касается атомных электронов, то получается, что они постепенно удаляются от ядер, переходя на все более возбужденные уровни, что противоречит общепринятой теории. Если же это излучение зонных электронов, то механизм их излучения, как и поглощения, мне совсем непонятен. Если можно, поясните его, пожалуйста, или дайте ссылку, где с этим можно ознакомиться.
Насчет излучения атомов водорода я, наверное, не совсем точно выразился. Поскольку атомы водорода связаны в молекуле ковалентной связью, т.е. электроны у них обобществленные, то они (электроны) должны находиться уже не на стационарных уровнях, а быть в каком-то возбужденном состоянии. В процессе нагревания молекул и распада их на атомы, электроны должны перейти на еще более высокие уровни возбуждения, но в реальности этого не наблюдается, поскольку регистрируемые атомы находятся в невозбужденном состоянии. Мне непонятно, как можно вкачивать в молекулы водорода энергию, а электроны после распада молекул оказываются на основных уровнях атомов?
Поздравляю Вас с праздником Победы!
С уважением, Дед.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 29911
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#4   morozov » Вс май 10, 2009 13:05

Валерий Борисович, я полагаю, что невозбужденные атомы могут поглощать кванты электромагнитного излучения в виде линейчатых спектров даже в том случае, если энергия этих квантов меньше критического потенциала
Естественно, если меньше ПОТЕНЦИАЛА ИОНИЗАЦИИ. но не меньше первого энергетического уровня. Однако в сильных полях ситуация меняется и атом может поглотить сразу несколько фотонов.
Не понятна причина, по которой спектр излучения по мере остывания тел смещается в длинноволновую область?
эта задача решается в классике, нужно рассматривать излучение как газ в тепловом равновесии с телом. Однако классика дала решения не совсем точные и, главное с бесконечностями. В 1900 г. Планк это задачу решил с чего и началось создание квантовой механики...это продолжилось 26 лет. Не думаю, что вы скоро дойдете до понимания ..попробуйте почитать книжки... Фейнман лекции. Здорово написано у Эйнштейна сс. т.3...
Если это касается атомных электронов, то получается, что они постепенно удаляются от ядер, переходя на все более возбужденные уровни, что противоречит общепринятой теории.
именно постепенно, просто теория обходится без детализации движения, но процесс возбуждения на самом деле не мгновенный.

В классике прекрасно описывается столкновение упругих шариков... на самом деле это ОЧЕНЬ сложный процесс. и отнюдь не мгновенный.
Если же это излучение зонных электронов, то механизм их излучения, как и поглощения, мне совсем непонятен. Если можно, поясните его, пожалуйста, или дайте ссылку, где с этим можно ознакомиться.
это сложно..простой путь изучать физику одним куском, как целое. Но это тоже не мгновенный процесс. я не могу сказать точно где это есть. Скорее к какомнибудь из курсов общей физики.
Поскольку атомы водорода связаны в молекуле ковалентной связью, т.е. электроны у них обобществленные, то они (электроны) должны находиться уже не на стационарных уровнях, а быть в каком-то возбужденном состоянии.
Это не верно. Состояние у электронов и в этом случае ОСНОВНОЕ естественно оно другое.
В процессе нагревания молекул и распада их на атомы, электроны должны перейти на еще более высокие уровни возбуждения, но в реальности этого не наблюдается, поскольку регистрируемые атомы находятся в невозбужденном состоянии.
совсем не обязательно, но если часть и находится в возбужденном состоянии, то очень короткое время

если у вас есть вопросы... пожалуйста откройте тему на "Дискуссионном клубе"...тут я могу и не заметить ...
С уважением, Морозов Валерий Борисович

igorb4
Сообщения: 90
Зарегистрирован: Сб фев 02, 2008 13:39
Откуда: Санкт-Петербург

Re: К вопросу о механизме образования линейчатых спектров

Номер сообщения:#5   igorb4 » Ср июн 09, 2010 20:35

Не хочется образовывать новую тему, но прошу подсказать, где можно найти расчёт электронных орбит электронов в атоме с применением функций Бесселя или т.п.?

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 29911
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: К вопросу о механизме образования линейчатых спектров

Номер сообщения:#6   morozov » Ср июн 09, 2010 21:54

Для таких вопросов лучше "Дискуссионный клуб"

Для одноэлектронного (водородоподобного атома) любой курс квантовой физики.
Хорош Зоммерфельд, толстые два тома, много картинок. Старое издание в одном томе.
Я люблю Берсукера. У него много всяких книг... но вам достаточно несколько первых глав.

Классика Блохинцев.
Только это уже не орбиты - орбитали.

Для начального изучения КМ хороши Мессиа и Липкин (это разные книги).
Еще Фано, Фано... (это одна книга)

многоэлектронные атомы это сложнейшие расчеты... впрочем атом гелия и молекула водорода считаются относительно просто.

и еще хорошая книга - Флюге Задачи квантовой механики. Вроде курса КМ в задачах в двух томах.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Ответить

Вернуться в «Атомная физика и спектроскопия / Atomic Physics, Spectroscopy»