Рассеяние света. Закон Рэлея. Нефелометрия

Рассеяние света - рассеяние электромагн. волн видимого диапазона при их взаимодействии с веществом. При этом происходит изменение пространств. распределения, частоты, поляризации оптического излучения.

Закон Рэлея: интенсивность I рассеиваемого средой света обратно пропорциональна 4-й степени длины волны l падающего света (I ~ l^-4) в случае, когда среда состоит из частиц- диэлектриков, размеры которых много меньше l.

Нефелометрия —метод исследования и анализа вещества по интенсивности светового потока, рассеиваемого взвешенными частицами данного вещества. Большое значение при нефелометрии имеет объём частиц, рассеивающих свет. Продукт реакции должен быть практически нерастворим и быть суспензией. Для удержания твёрдых частиц во взвешенном состоянии применяются различные стабилизаторы (например, желатин),предотвращающие коагуляцию частиц.

39) С труктура энергетических уровней атомов и молекул

Энергия атома или молекулы может принимать лишь некоторые определенные (ди­скретные) значения, которым соответствуют энергетиче­ские уровни. Переход атома с одного энерг. уровня на другой совершается скачком (квантовый переход). Он может про­исходить при взаимодействии атомов и молекул с оптическим из­лучением.

Атомы каждого хим. элемента характеризуются своей системой энерг. уровней. Система энерг. уровней атома отражает особенности движения электронов в данном атоме.

Структура энерг. уровней молекулы отражает три типа движений: электронные движения, колебания атомов в мо­лекуле, вращение молекулы. Поэтому система уровней у молекулы сложнее, чем у атома. Наряду с уровнями, отвечающими элект­ронным движениям, существуют колебательные (расстояние меж­ду уровнями порядка 0,1эВ) и вращательные уровни (расстояние между уровнями порядка 0,01 эВ и меньше).

Теория Бора

1: атом и атомные сис. могут длительно пребывать только в опред. стационарных со­ст. Находясь в таких сост., атом не излучает и не по­глощает энергии. Стационарным сост. соответствуют диск­ретные значения энергии: E1, Е2 Любое изменение энергии атома или атомной сис. связано со скачкообразным переходом из одного стационарного сост. в другое.

Второй постулат: при переходе атома из одного сост. в другое атом испуск. или поглощает фотон частоты v, энергия кот. определяется разностью энергий Еi, Ек атомных состо­яний: hv = Ei - Ek. Переход из сост. с больш. энергией в сост. с мень­ш. энергией сопровождается излучением фотона. Обратн. про­цесс - при поглощении фотона. По теор. Б., электрон в атоме Н вращ. по круговой орбите вокруг ядра. Из всех возможных орбит стаци­онар. сост. соответствуют только тем, для кот. мо­мент импульса (орбитальный механич. момент) = цел. числу h/2π: mv_nr_n= h/2π, где n=1,2,3 и тд, m — масса электрона, v_n— его скорость на n-й орбите, r_n — ее радиус. На электрон, вращающ. по круговой орбите в атоме (ионе), действует кулоновская сила притяж. со стороны + заряженного ядра, кот., по 2 з-ну Ньютона, = произвед. массы электрона на центростремит. ускоре­ние: Ze·e/4πε_or_n²=Ze²/4πε_or_n²=mv_n²/r_n где е — заряд электрона, Ze — заряд ядра. Для водорода Z = 1, для водородоподобных ионов Z > 1. r_n =ε₀h²n²/πZe²m. Находим кинетич. энергию электрона: E_к=mv_n²/2=Ze²/8πε_or_n. Cумма кинетической и потенциальной энергий дает полную энергию электрона: E=Eк+Eп= Ze² /8πε_or_n – Ze²/4πε_or_n=-Ze²/8πε_or_n. Дискретные знач. энергии Е_п= -me⁴Z²/8ε_o²h²n². На основании 2 пост. Б. получил формулу, объясняющую сериальные закономернос­ти спектра атома H и водородоподобных ионов. ν = me⁴/8ε₀²h³[1/n_k²-1/n_i²]. Несмотря на успех теор. Б., не удалось объяснить раз­личия интенсивностей спектральных линий (почему одни переходы между энергетич. уровнями бо­лее вероятны, чем другие). Теор. Б. не раскрыла спектральн. закономерностей более сложн. атомных сис. Недостаток теор. Б. - ее внутр. противоречи­вость. Эта теория объединяла в себе положения принципиально отличных теорий: классич. и квантовой физики. В первой четверти двадцатого века стало ясно, что теория Бора должна быть заменена другой теорией атома, в связи с чем и по­явилась квантовая механика.