1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Збуджений стан атомів і молекул

Збуджений стан атомів і молекул

Тривалість існування збуджених станів (інстабільних) зазвичай дуже мала, порядку 10 в мінус 7 – 10 в мінус 9 ступені секунд. Після закінчення цього проміжку атом випромінює енергію і переходить на більш низький рівень. Ця величина може бути визначена низкою експериментальних методів і теоретично пов’язана з ймовірністю переходів з даного збудженого стану. Вона тим більше, ніж менш ймовірні відповідні переходи.

Щодо метастабільних станів до останнього часу передбачалося, що вони можуть тривати при відсутності зіткнень необмежено довго, так як всі переходи з них шляхом випромінювання світла «заборонені». Так як в умовах наших дослідів, навіть при крайньому технічно досяжному вакуумі, зіткнення відбуваються досить часто, то це для земних умов фактично вірно, і «заборонені» лінії зазвичай експериментально не спостерігаються.

В даний час, однак, є підстави вважати, що тривалість метастабільних збуджених станів також обмежена, хоча вона значно більше, ніж для інстабільних (відповідно набагато меншу ймовірність «заборонених» переходів). По закінченню цього відрізка часу настає спонтанне (мимовільне) випромінювання «забороненої» лінії. Такий випадок може мати місце в туманностях, де матерія знаходиться в стані надзвичайного розрідження.

Цим шляхом вдалося, дійсно, ідентифікувати непояснені дотепер лінії спектра туманностей (Бауен, 1927 рік – лінії «небуло») і полярного сяйва (Мак-Леннан, 1927 рік) з «забороненими» лініями земних елементів, саме з лініями багаторазово іонізованого кисню і азоту.

Припинення збудженого стану можливо, як було сказано, і шляхом ударів другого роду, тобто при зіткненні збуджених атомів або молекул з іншими.

Перетворення енергії збудженого стану при цьому зводяться до наступних трьох основних типів:

1) Енергія збудженого стану переходить безпосередньо в кінетичну енергію (енергію руху) обох частинок; це – звернення удару першого роду.

2) Енергія збудженого стану першої частки переходить в енергію збудження другої частки, яка може при цьому розщепнутися на іон і електрон (іонізоваться).

3) Енергія збудженого стану молекули цілком звертається на неї саме, в результаті чого молекула дисоціює, потім розпадається на частини.

При поверненні молекули із збудженого до нормального стану випромінюється, взагалі кажучи, не вся поглинена енергія. Частина її переходить в енергію коливального і обертального руху частин молекули. Іноді ці коливання, плюс розвивається при обертанні відцентрова сила можуть бути настільки інтенсивні, що молекула дисоціює.

Вчення про збудженому стані атомів і молекул відіграє основну роль в сучасній фізичній оптиці (Спектр, Фотолюмінесценція, Фотохімія, Хемілюмінесценція). Воно має значення також і при дослідженні кінетики різних хімічних реакцій. Є підстави в ряді випадків отожествить поняття активних і збуджених молекул.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Вуглець, сірка і фосфор