вход Вход Регистрация



До сих пор, рассматривая оптические квантовые переходы, мы говорим о двух энергетических уровнях Еi и Ек, изображая их в виде тонких горизонтальных линий и приписывая им строго определенные значения энергий. Переходы между такими уровнями приводят к излучению бесконечно узкой спектральной линии.

В действительности подобная ситуация невозможна хотя бы по той причине, что время жизни микрочастиц t в возбужденном состоянии конечно, т.е. t ? 0, t?¥. Неопределенность энергии состояния в соответствии с соотношением неопределенностей [1]

ΔΕΔτ≥ћ (1.5)

Рисунок 1.5 - Уширение спектральных линий.

приводит к неопределенности частоты перехода, равной

Постоянная времени τ является мерой времени, необходимой для того, чтобы возбужденная система отдала свою энергию. Значения τ определяется скоростями спонтанного излучения и безизлучательных релаксационных переходов.

Наблюдается уширение соответствующего энергетического уровня на величину ΔΕ (см. рис. 1.5). Спектральная линия излучения в этом случае характеризуется шириной( или полушириной) линии Dn, т.е интервалом частот, в пределах которого интенсивность излучения уменьшается вдвое относительно максимальной величины на частоте n0.

Распределение интенсивности излучения по частоте в пределах данной линии описывается нормированной функцией g(n), которая называется формфактором спектральной линии или просто формой (контуром) линии. Функция g(n) нормируется таким образом, что . Минимально возможная ширина спектральной линии называется естественной шириной линии излучения, наблюдается для системы неподвижных, не взаимодействующих друг с другом микрочастиц, время жизни которых в возбужденном состоянии обусловленно процессами спонтанных переходов. Поэтому естественная ширина линии Dnест определяется вероятностью спонтанных переходов Aik.

Рисунок 1.6 – Гауссова (1) и Лоренцева (2) формы линий

Так как Aik~n3и в видимой области спектра составляет величину около 108с-1 [3] для разрешенных переходов, типичное значение Dnест @ 10-20 МГц. Для переходов с метастабильных уровней естественная ширина линий не превышает нескольких сотен герц.

Контур линии спонтанного излучения (рис.1.6) описывается функцией Лоренца и имеет вид резонансной кривой с максимумом на частоте n0, спадающей до половины пиковой величины при частотах

n=n0 ± Dnест/2.

Ширина такой линии равна [2]

. (1.6)

Спектральные линии, наблюдаемые в реальных условиях, значительно шире естественных, поскольку в системах с дискретными уровнями энергии, кроме спонтанных и вынужденных переходов, существенную роль играют релаксационные безизлучательные процессы. В зависимости от конкретной ситуации механизм таких процессов может быть связан с соударениями между молекулами газа или жидкости, бесстолкновительным взаимодействием между ионами и кристаллической решеткой и др. В конечном итоге происходит увеличение скорости обмена энергией между частицами, что эквивалентно уменьшению времени их жизни в возбужденном состоянии и, следовательно, дополнительному уширению линии излучения. Форма спектральной линии, уширенной за счет столкновений, описывается функцией Лоренца, как и при естественном уширении, только вместо t необходимо использовать время релаксации tр, определяемое процессами столкновений.

Все виды уширения спектральной линии, обусловленные конечностью времени жизни возбужденных состояний, относятся к однородному уширению. При однородном уширении спектральная зависимость g(ν) характеризует как отдельно взятую микрочастицу, так и всю их совокупность. Другими словами, линии каждой микрочастицы и всей среды в целом уширяются одинаково. Однородно уширенные линии имеют лоренцеву форму.

Уширение называют неоднородным, если резонансные частоты νoi отдельных частиц не совпадают и распределены в некотором частотном интервале, что приводит к уширению линий системы частиц в целом при значительно меньшем уширении линий отдельных частиц. Следовательно, неоднородное уширение присуще не каждой отдельно взятой частице, а проявляется как коллективное свойство, обусловленное независимым поведением частиц, находящихся в неодинаковых условиях.

Классическим примером неоднородного уширения является доплеровское уширение, характерное для газов при невысоких давлениях. Как известно, суть эффекта Доплера [6] заключается в том, что частота излучения, воспринимаемая неподвижным приемником, зависит от скорости и направления движения излучателя.

Если частица, излучающая на частоте ν0, движется относительно приемника со скоростью , то приемник в зависимости от направления движения частицы воспринимает частоты в диапазоне от

до

,

где - частота излучателя,

с - скорость света,

– скорость движения излучателя относительно приемника

Хаотичность теплового движения частиц газа приводит к тому, что вместо одной уширенной линии с резонансной частотой ν0 приемник воспринимает совокупность таких плотно расположенных линий, огибающая которых дает контур доплеровски уширенной линии газа. Естественно, ее форма будет определятся распределением частиц газа по скоростям . При максвеловском распределении по скоростям форма линии описывается функцией Гаусса (рисунок 1.6 [3])

Ширина спектральной линии при доплеровском механизме уширения равна [1]:

g , (1.7)

где М- масса атома (молекулы газа)

νg- доплеровская частота.

Роль доплеровского уширения особенно значительна в оптическом диапазоне при повышенных температурах.

В реальных условиях, как правило, действует одновременно несколько механизмов уширения. При преобладании одного из них наблюдаемая спектральная линия уширена однородно или неоднородно и имеет лоренцеву или гауссову форму. После установления формы спектральной линии g(ν) можно определить в явном виде спектральную зависимость коэффициентов Эйнштейна [1].

Форм фактор определяет связь между дифференциальными и интегральными коэффициентами Эйнштейна.

aik(ν) = Aik*g(ν),

bik(ν)= Bik*g (ν),

bki(ν)= Bki*g(ν),

где aik(ν), bik(ν), bki(ν) - дифференциальные коэффициенты,

Aik*, Bik* , Bki* - интегральные коэффициенты.

Введенные ранее коэффициенты Эйнштейна носят интегральный характер, поскольку связаны лишь с фактом испускания или поглощения фотонов в результате соответствующих квантовых переходов. На самом деле эти коэффициенты частотно зависимы. В связи с этим пользуются дифференциальными коэффициентами, обозначенными малыми буквами aik(ν), bik(ν), bki(ν). Все ранее выведенные соотношения справедливы и для них.

Случайные новости

1.15 Супермолекула воды

В воде так много эфира, что она "своя" в аномальных явлениях, помогает эфирофилам (экстрасенсам), "знает" угловые моменты планет Солнечной системы и электронов атома.

Вода удивительная, даже если она просто вода, но если она еще и просто талая вода, то удивительная еще более, не говоря уже о воде омагниченной. У воды и диэлектрическая проницаемость огромная -81, и плотность у нее самая большая при 4° С - не как во всех", и лед ее плавает не как во всех", у нее и память есть продолжительная. Во время полтергейста именно вода, а не какая-нибудь другая жидкость, может неожиданно хлинути из стены, чайник вдруг полетит, если он с водой, а кастрюля - с супом. Эфирофил может продавить руку сквозь бутыль, если он с водой, менять плотность жидкости, если она -вода, целитель может влиять на больного и без контакта с ним - через воду...

Вода и жизни [40], вода и - зеркало науки [41], молекулы воды не нейтральные, " как во всех", а ионы [42]. Последнее и есть одной из условий аномально большой плотности эфира в воде, способности воды к омагничивания вследствие хорошего взаимодействия эфирного потока в магнитном поле с плазмой, основанного на продольном действии магнитного поля на заряды.

Конечно, все особенности воды так или иначе связанные со строением молекулы воды (ее размерами и полярностью), в конце концов - с большой плотностью эфира в ней. Доводом этого есть также еще одна особенность воды, на которой остановимся подробнее, поскольку явление до сих пор относится к необыкновенным.

В [43] сообщается, что более за полстолетия назад два немецкие физики из Кельна оказали необыкновенное физическое явление. Вода, подданная облучению ультразвуком, стала слегка светиться в воздушных пузырьках, взвешенных в воде, звуковые волны трансформировались в световые. Безусловно установлено: каждый элементарный акт "звукосветения" сопровождается значительным ростом давки и температуры в пузырьке. Высокоскоростная съемка показала: как только включенный ультразвуковой генератор, пузырек начинает раздуваться до 50мкм в диаметре, потом воздуха резко сжимается приблизительно в миллион раз, и в самый раз в настоящее время происходит световая вспышка, вытикающий прямо из него. Это расширения - сжатие повторяется много раз - создается впечатления равного свечения. Продолжительность каждого акта свечения 50 пикосекунд. Вспышки следуют с ошеломительно строгой периодичностью, стабильней, чем даже у кварцевых генераторов. В других жидкостях, кроме воды, процесс не идет. Добавление в пузырек аргона или другого из благородных газов, которые именовались раньше инертными, - "процесс идет, как по маслу".

Фактически мы имеем здесь дело со вспышками шаровой молнии, двойной пласт которой систематически образовывается (пока работает ультразвуковой генератор) в пузырьке воздуха. Благодаря, большой диэлектрической проницаемости воды молекулы воздуха, раскрытый в ней, распадаются на ионы даже под действием ультразвука. Если пузырек раздувается до 50 мкм за 50 пикосекунд, то скорость стечения зарядов в пузырек составляет 10 см/с, но именно такая скорость стечения зарядов к шаровой молнии в атмосфере [15, с.7]. Вспышка света появляются в результате разряда двойного пласта. Потом все повторяется. В конце концов все здесь сводится к большой плотности эфира в воде.

О том, как большая плотность эфира в воде возникает со строения молекулы воды, могло бы рассказать образование этой молекулы в процессе горения водорода, в частности расчеты энергии, которая выделяется при этом. Но такого расчетов нет - теория ейнштейнианцев таблицы Менделеева ошибочная: в них электроны реакции относятся до двух периодов таблицы, а на самом деле - до пяти. Рассчитаем выход энергии в реакции горения водорода (табл. 3.5).

Электроны двух атомов водорода размещаются в оболочке атома кислорода с проекциями остановки m=0 в пластах n=2 и n=5. Эти электроны своими епсилино опираются на протоны в ядрах атомов водорода, а в атоме кислорода они связаны друг с другом своими спинами. Поскольку между ними находится пласт с пяти электронов в пласте n=3 атома кислорода, то водородные электроны как бы привязывают атомы водорода к атому кислорода.

Кстати, далекий выброс одного из водородных электронов в пласта n=5 и приводит к "неуклюжести" молекулы Н20, некомпактности частичек в ней, "ионности" молекулы, наличия пустот в ней, что заполняются эфиром, к большой плотности эфира в молекуле.

Затрата энергии в реакции: потенциал ионизации водорода 13,45 В, итак, работа отрыва одного электрона 2,15·10-11 ерг, два - Е1 = 4,3·10-11 ерг.

Выделение энергии в реакции: электрон, входившие в атоме кислорода в пласта n=2, притягивает пятью протонами, соответствующими электронам из пласта n=3 (последние; из-за своей отдаленности не могут полностью нейтрализовать "свои" протоны в ядре для, электрона, который входит в пласта n=2). Если в пласте n=1 электрон находится на расстоянии r1 = 5,3·10-9 см от ядра, то пласт n=2 находится в 22 раза дали, так что электрон, который входит в этот пласта под действием пяти протонов приобретает энергию E2=5e2/4r1=5,44·10-11ерг. Эта энергия передается молекуле, которая образовалась, и выделяется в реакции. Выделение энергии превосходит ее затрата в реакции на ΔЕ = 1,14·10-11 ерг.

Исследовательская теплота образования редкой воды из расчета на одну молекулу равная - 4,8·10-12 ерг, что меньше расчетной в 2,4 раза (5 протонов, которые употребились в расчетов, все же таки не совсем свободные), то есть обе энергии одного порядка.

В [44] рассказано об открытии Зенина С. В. в структуре воды, он установил, что в воде есть стабильные ассоциации молекул и получил формулу:

 

(1.58)

где К - ступенчатая константа равновесия (термодинамическая характеристика водородной связи), а M0 - собственная концентрация молекул воды ( а именно - их количество в литре), n - число молекул в стабильном ассоциате. С формулы выходит стабильность супермолекулы и строгая ограниченность числа звеньев в ней. Зенин говорит, что формула его "ошеломила", а она есть всего лишь видоизменением формулы квадрата момента количества движения ( в единицах h) микрочастицы [78]:

(1.59)

 

На самом деле, формула (1.59) определяет в оперативной квантовой механике распределение электронов по пластам в оболочке атома, то есть различие между (1.58) и (1.59) по сути только и, что формула (1.58) записанная для молекул, а (1.59) - для электронов. Объясним появление множителя 1/2 в (1.58):

Формула операторщиков (1.59) есть приближенной, точная выведенная :

 

(1.60)

 

С (1.59) следует последовательность чисел электронов в пластах:

2,8,18,32... (1.61)

а с (1.60)

1,3,5,5,7,9,9,11... (1.62)

то есть по (1.61) должно быть быстрый рост, но этого нет, как и в (1.62), вот формула (1.58) благодаря множителю 1/2 и становится лучшим приближенным к (1.60), чем (1.59).

Но теперь возникает вопрос, что же является центрально-симметричным полем, которое распределяет простые молекулы воды в ее супермолекуле подобно к электронам в атоме? Ответ на этот вопрос дает дальнейший рассказ Зенина. "Расчеты показали, что стабильная супермолекула должна составляться с 57 простых и быть структурой, составленной с 4 додекаедров (рис.1.35).

Рис.1.35 - Супермолекула воды

 

Такой своеобразный "тетраэдр". Каждый из додекаедров имеет 30 ребер (это и есть водородные связи) и 20 вершин, где расположенные атомы водорода". Возникает вопрос, почему простые молекулы воды формируются прежде всего в форме додекаедра, в то время, как микрокластеры - в форме икосаедра-додекаедра [18, г.1]

Вещь в том, что в центре микрокластера располагается атом, конец концом - какой-либо позитрон его ядра, то есть центр заряженный (+) -но, а в случае воды может быть только молекула воды, точнее - ее кислородная часть, а она в молекуле (-) - на. У электрона эфир заканчивается с 12 граней. Эфир, который заканчивается, расталкивает от себя по сторонам простые молекулы воды, формируя тем самым 12 граней додекаедра, в которых нет молекул воды, они располагаются лишь на границах граней, у них 20 вершинах. К этим 20 вершинам изнутри додекаедра подходят 20 епсилино электрона, по которым эфир убегает в электрон. В отличие от микрокластеров, у каких положения атомов стационарное и они могут стойко располагаться одной из граней до вершине, "срезающи" её (подгонка "грани к грани"), в воде при хаотичности движения ее молекул стационарное впадение эфира через 20 граней случайные соседи обеспечить не могут, это делают самые молекулы, которые расположились в 20 вершинах, при этом вершины остаются вершинами, а не превращаются в грани икосаедро-додекаедра. Между частичками устанавливаются стоячие волны в эфире с целым их числом, которое обеспечивает стойкость системы и что является условием применимости к системы формулы (1.58).

Таким образом, кластеры и супермолекулы воды не только подтверждают все изложенное выше, но еще и самые отливают светом озарения при взаимном проникновении их особенностей один в одного.

 

© 2019
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру