关于基态铜原子对光子的吸收
我们所研究的问题是这样的, 给你一堆处于原子化状态的基态铜原子,比如说1mol这样的样品.
然后,我们用铜元素灯发出的光去照射这个样品.
当然,光会被吸收.
经验规律:吸光度和样品浓度基本上成正比.
但是,但样品浓度比较高的时候, 正比关系就不再成立. 吸光度和浓度就不是线性关系了,曲线会向下弯曲. 也就是说, 当浓度很大的时候， 吸光度简直没有什么变化.(类似于固体比热在常温下是常数(杜隆-伯帝),低温的时候曲线弯曲)
简单的说,就是说朗伯--比尔定律这个经验规律背后的物理到底是怎么样的.
1.为什么会产生这样的情景?? 这背后的物理可以用光和电子的相互作用原理来解释吗?
2.如何从理论物理的角度解释这样的现象? 跟统计物理有关系,跟光学有关系.
3.有没有在北京的理论物理的研究生或者高手愿意和我合作研究这个题目? 可以提供一定的报酬.
有想法的人士想随便聊聊的请联系hua.zhang@pgeneral.com.cn
| 论坛嘉宾: sage |
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轩轩  发表文章数: 59
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星空浩淼  发表文章数: 799
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1.为什么会产生这样的情景?? 这背后的物理可以用光和电子的相互作用原理来解释吗?
2.如何从理论物理的角度解释这样的现象? 跟统计物理有关系,跟光学有关系. －－－－－－－－－－－－－－ 我怀疑这方面的理论早已成熟，如果所提现象是最新的发现，这个实验工作和理论解释完成之后，值得在PRL上甚至Nature上发表（要图文并茂才行哈）。 One may view the world with the p-eye and one may view it with the q-eye but if one opens both eyes simultaneously then one gets crazy
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轩轩 发表文章数: 59
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这个现象在分析化学上叫原子吸收分析方法 AAS
只不过似乎国内没有人仔细研究这背后的物理 刚才我还和这行的专家何教授谈了谈 他告诉我 俄罗斯有一个人曾经深入地做过这个研究 但是 他似乎也没有很听懂我说的光子和电子的相互作用这样莫名其妙的语言 i will love you till null infinity
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星空浩淼 发表文章数: 799
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我是外行，按照常人很容易想到的方式来分析可能的因素：
1）样品浓度开始增加的时候，单位体积（或单位面积）上吸收光子的物质在增加，因此呈现正比关系；但是样品浓度达到一定程度，可能样品表面的反射系数增大，同时光子难以进入样品更内层，主要与样品表面上的物质相互作用。 2）如果样品浓度很大，组成样品的原子外层电子之间相互排斥作用加强，此时原子吸收光子而发生从低能级向高能级的能级跃迁的难度就会加大，这个因素可能也会影响吸光度。 One may view the world with the p-eye and one may view it with the q-eye but if one opens both eyes simultaneously then one gets crazy
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轩轩 发表文章数: 59
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星空兄
样品浓度很大，组成样品的原子外层电子之间相互排斥作用加强----为什么呢? 你说的是一个原子的外层电子之间还是?a原子和b原子的外层电子之间? 我提这个问题是因为,我觉得爱因斯坦能够处理布朗运动这样复杂的物理, 我们也应该学会处理原子吸收这样的物理. 不过据说王竹溪有这个相关方向的高超计算,可惜我还没有这方面的文献 也许还看不太懂得 i will love you till null infinity
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星空浩淼 发表文章数: 799
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样品浓度很大，组成样品的原子外层电子之间相互排斥作用加强----为什么呢? 你说的是一个原子的外层电子之间还是?a原子和b原子的外层电子之间?
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 我不知道你说的样品是什么物质，因此前面分析带有主观猜测。样品浓度很大，意味着组成样品的各个原子之间的空间距离变小，不同原子之间的相互排斥力增强，即不同原子外层电子之间相互排斥作用加强。此时各个原子的核外电子吸收光子而发生能级跃迁的难度增加。 另外，浓度或者密度变化，有时能够引起相变，如果发生相变，吸光度很可能随之发生改变。如果样品浓度增大，组成样品的原子或离子之间，是否会形成什么新的化学键呢？如果会，这个因素可能也会影响吸光度。 在化学领域，我是一个外行，以上说法是一个外行人站在外行的角度上进行主观臆断的。 One may view the world with the p-eye and one may view it with the q-eye but if one opens both eyes simultaneously then one gets crazy
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轩轩 发表文章数: 59
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星空兄
感谢你的分析. 总的来说,你是认为当外电场存在的时候,核外电子吸收光的能力会降低? 这个在量子力学里叫什么效应?? i will love you till null infinity
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星空浩淼 发表文章数: 799
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你是认为当外电场存在的时候,核外电子吸收光的能力会降低?这个在量子力学里叫什么效应??
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 我并没有笼统地说存在外电场时核外电子吸收光的能力会降低，比如存在正电场与存在负电场效果就可能不同。我的上述说法，理由在于：如果吸收光子导致电子在某两个能级之间跃迁，而外排斥电场的存在，使得这两个能级之间的能级间隔发生变化，那么能级跃迁的概率就发生了改变，导致吸光度发生改变。 当然我上述说法不一定准确，比如电子的能级间隔变大时，能级跃迁的概率不一定会减少，这还要看外来照射光子的频率如何，外来光子频率越是接近电子的能级间隔，就越接近于发生共振吸收或共振发射状态（前者是电子原本处于低能级发生，后者是电子原本处于高能级时发生，激光的产生机制就在于，先用共振吸收导致粒子数反转，让电子都处于高能级；再用外来照射光子诱发共振发射，实现外来照射光子束的能量放大）。发生共振吸收时，吸光度达到最大值。 因此当样品浓度增大而吸光度开始减少时，略微增大照射光子的频率，如果发现此时吸光度又开始增加，那么我上面关于原子之间相互排斥增强而引起吸光度减少的猜想，就是完全正确的。 One may view the world with the p-eye and one may view it with the q-eye but if one opens both eyes simultaneously then one gets crazy
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yinzhangqi 发表文章数: 174
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我注意到在你的描述中，铜是处于原子状态的，而且样品还有浓度这个概念存在。我觉得
这里的概念不是很清楚。 你的样品到底是什么？处于原子状态的铜原子形态很多，比如结晶后的固体金属铜，也有升温后液化，甚至气化的铜。问题是这样的纯铜样品是不存在浓度概念的。只有当铜融解到溶剂(比如水)时，才有浓度的概念。你这里的样品是不是已经融解在某溶剂中呢？溶剂是什么？ I have known more people whose lives have been ruined by getting a Ph.D. in physics than by drugs.
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星空浩淼 发表文章数: 799
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yinzhangqi兄说得有道理，我也一直没有注意“样品”到底是什么。如果是液体，浓度的变化对原子或离子之间间距的影响再大，可能也不至于影响到原子核外电子的能级变化。如果是固体金属，则电子可能处于某种周期性势场中，此时属于固体物理或凝聚态物理范畴。
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轩轩 发表文章数: 59
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2位辛苦了:) 不过可见2位对原子吸收没有经验:)
首先 已经写到 是铜元素灯发的光(一些线光谱 不连续)去照基态铜原子样品(由空气乙炔高温火焰原子化得到) 在这个情景下 铜原子处于蒸气状态 其次 浓度可以认为是原子化之前的铜离子溶液的浓度 星空兄的判断大体上可能是正确的 我感觉这个判断离靶心的距离是0.001公分 i will love you till null infinity
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yinzhangqi 发表文章数: 174
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铜离子溶液的浓度？我还是没有理解你这里浓度的概念。
既然你这里说样品是用乙炔灯加热后得到的铜蒸汽，怎么又出来了铜离子溶液浓度这个概念了呢？铜蒸汽的浓度到底是指什么？ I have known more people whose lives have been ruined by getting a Ph.D. in physics than by drugs.
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轩轩 发表文章数: 59
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铜蒸汽的浓度就是蒸汽里单位体积内的铜原子的个数
这很好理解啊 溶液的浓度也是一样的,我们就是把溶液喷在火焰上,形成气体原子云雾 i will love you till null infinity
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yinzhangqi 发表文章数: 174
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我明白了，你这里的铜原子是溶液被蒸发后的产物。浓度是相对于溶液原子而言的。
我的建议是做更多的实验，而不是限于现有的数据开始猜测后面的原因。 我想最重要的是，测出光通过样品后的光谱图，然后与通过样品前的光谱图比较， 看看吸收峰主要在几条谱线。我相信这组数据能够让我们了解更多的物理。从你的 叙述中，我们只知道光的吸收率有一个极限值，却并不知道对于不同的光频率，吸 收率是怎么变化的。我们可以提出一个假想，铜发射的光只有一部分谱线能够被铜 蒸汽吸收，而其它谱线是无法吸收的。当这部分谱线全部被吸收后，光强下降到一 个定值，光再也无法被吸收了。当然，实际情况也许是所有的光谱线都同时被削弱， 不分伯仲。但在缺乏实验数据前，我们无法做出定论。 I have known more people whose lives have been ruined by getting a Ph.D. in physics than by drugs.
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