Все выполнено в срок и согласно всем требованиям
Информация о работе
Подробнее о работе
Лазерная спектроскопия
- 20 страниц
- 2012 год
- 279 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Введение
Спектральные линии
Принципы спектроскопии
Преимущества лазерной спектроскопии
Новые принципы лазерной спектроскопии
Основные методы лазерной спектроскопии
Заключение
Литература
4. Попов A.K. Введение в нелинейную спектроскопию. Новосибирск: Наука, 1983. 274 с.
...
Спектральные линии
Спектры испускания и поглощения атомов и молекул обычно имеют вид набора спектральных линий, то есть узких интервалов частот электромагнитного излучения, на которых происходит поглощение или испускание. Распределение интенсивности излучения по частоте внутри спектральной линии называется формой спектральной линии. Положение и форма спектральных линий являются основными источниками информации о структуре атомов и молекул, а также их взаимодействии с окружающей средой. Такой вид спектров находит объяснение в классической физике с помощью понятия резонанса, а в квантовой физике – квантовых переходов. Суммируем основные представления, относящиеся к этим понятиям.
Если частота изменения во времени силы, приложенной к колебательной системе, приближается к ее собственной частоте, то амплитуда колебаний последней резко возрастает. Эта зависимость для относительного изменения квадрата амплитуды представлена кривой 1 на рис.
...
Принципы спектроскопии
Информацию о структуре атомов и молекул и их взаимодействии с окружающей средой можно по- лучить различными способами из спектров поглощения, испускания или рассеяния, возникающих в результате взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. Так, например, измерения длин волн спектральных линий позволяют определить положения энергетических уровней, а их интенсивности – вероятности переходов. Вероятности переходов, в свою очередь, зависят от волновых функций энергетических уровней, между которыми происходит переход, то есть от распределения зарядов в соответствующих состояниях. Специальные методы спектроскопии высокого разрешения позволяют измерить естественные ширины спектральных линий, то есть минимальные ширины, которые обусловлены потерей энергии за счет излучения. Таким образом, определяются средние времена жизни в возбужденных состояниях.
...
Преимущества лазерной спектроскопии
Применение лазеров в сочетании с другими современными оптическими и электронными приборами открыло качественно новые возможности в спектроскопии. Эти возможности можно условно разбить на две группы: 1) существенное усовершенствование ранее существовавших методов, что позволяет получать новые результаты, и 2) принципиально новые методы. Кардинальное усовершенствование ранее существовавших методов определяется возможностями концентрации лазерного излучения, которые приближаются к предельным, допускаемым законами физики и возможным лишь для когерентного (регулярного в пространстве и во времени) электромагнитного излучения. К таким принципиальным преимуществам лазерного излучения и вытекающим из них возможностям усовершенствования методов спектроскопии относятся следующие.
Новые принципы лазерной спектроскопии
При взаимодействии с веществом лазерного излучения, благодаря его высокой интенсивности и монохроматичности, в среде возникают различные нелинейные явления. Наиболее простой и важный нелинейный процесс связан с возникновением насыщения населённостей уровней энергии системы за счёт вынужденных переходов, которая имеет место в основном для частиц, резонансно взаимодействующих с полем.
При неоднородном уширении спектральной линии эффекты насыщения приводят к возникновению неравновесного распределения частиц на уровнях. Оно может быть зарегистрировано с помощью пробного поля, частота которого плавно изменяется. В результате линия поглощения пробного сигнала содержит резкие структуры с однородной шириной. На этом эффекте основана лазерная спектроскопия насыщенного поглощения. Т. к. однородная ширина линии может быть на много порядков уже неоднородной ширины, то использование этого метода позволило резко повысить разрешающую способность спектроскопии.
...
Основные методы лазерной спектроскопии
1. Спектроскопия рассеяния света включает широкий круг традиционных вопросов спектроскопии рэлеевского (РР) и комбинационного (КР) рассеяния света, а также новых направлений нелинейной спектроскопии рассеяния. Применение лазеров существенно расширило возможности спектроскопии рэлеевского рассеяния прежде всего за счёт детального изучения формы линия рассеяния на флуктуациях плотности, температуры и пр., а также на сфазированных лазерными пучками неоднородностях среды.
Гетеродинные методы исследования формы линий рассеяния привели к разработке важного в практическом отношении доплеровского метода измерения скоростей потоков жидкостей и газов. В спектроскопии КР была на несколько порядков повышена чувствительность, что позволило снимать спектры КР в газах низкого давления, и заметно снижено минимальное количество вещества, необходимое для проведения анализов.
...
Заключение
Таким образом, во многих случаях использование лазеров в спектроскопии приводит к значительно меньшим материальным и временным затратам, чем при использовании некогерентных источников света. В результате создания нелинейной лазерной спектроскопии (тема отдельной статьи) появились принципиально новые экспериментальные возможности. Иногда методы лазерной спектроскопии существенно дополняют другие дорогостоящие экспериментальные методы фундаментальной физики (как, например, в экспериментах по сохранению четности при ядерных взаимодействиях). Возникли новые направления спектроскопии, связанные с дистанционным зондированием состава атмосферы, поверхности суши, состояния водоемов и океана, мониторингом производственных и технологических процессов. Лазерная спектроскопия является самостоятельным разделом физики, лежащим на стыке оптической спектроскопии с квантовой электроникой.
...
1. Летохов В.С. Лазерная спектроскопия атомов и мо- лекул. М.: Мир, 1979. 483 с.
2. Демтредер В. Лазерная спектроскопия, основные принципы и техника эксперимента. М.: Наука, 1985. 607 с.
3. Сэм М.Ф. Лазеры и их применения // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 6. С. 92–98.
4. Попов A.K. Введение в нелинейную спектроскопию. Новосибирск: Наука, 1983. 274 с.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
