Print (PDF) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
TEKNISK TIDSKRIFT
14 JAN. 1933
naturligtvis kompliceras något av att den infallande
strålningen är så linjerik.
Utmätningen av de upptagna spektra bekräftade
till fullo Ramans förmodan, att vi hade att göra med
en analogi till Comptoneffekten. Resultatet kan
uttryckas sålunda: Till varje linje i
kvicksilverlampans spektrum kan tillordnas ett antal drabanter,
som ej finnas i det ursprungliga spektrum.
Skillnaden i frekvens mellan en av dessa linjer vilken
som helst och motsvarande primära kvicksilverlinje
är oberoende av den senare linjens frekvens. Fig. 3
demonstrerar detta schematiskt, Drabanterna kunna
ligga såväl å den långvågiga som den kortvågiga sidan
om primärlinjen (Stokeska och anti-Stokeska linjer).
Spridning med ändrad våglängd innebär ju från
kvantteoriens synpunkt att ett kvantum hv, som
träffar molekylen, lämnar denna med förändrad
storlek Ay1, vilket ju endast kan tolkas så, att molekylen
avger eller upptar en energimängd h(v-yx) = AzIy.
Det är alltså molekylens egen energi, som träder i
växelverkan med den infallande strålningsenergien,
så att molekylen antingen upptar en del hAv av det
infallande kvantumet eller avger en del energi hAv till
detsamma. Vi veta att en dylik omvandling till eller
från strålningsenergi endast kan försiggå
kvantmässigt, de energikvanta, som upptagas eller avgivas äro
för varje molekylslag fullt bestämda och
karakteristiska för molekylen ifråga. Vi känna för ett stort
antal molekyler dessa kvantas storlek från bestämningar
av läget av absorptionsmaxima för ultraröd strålning.
En molekyl, som visar absorptionsmaximum för de
ultraröda frekvenserna y1? ^2... är i stånd att
upptaga eller avgiva strålningsenergi i form av kvanta
av storleken Ay1, Ay9 . . .
Vid utmätningen av sina spektra fann nu också
Raman att de karakteristiska frekvensdifferenserna
Av i de allra flesta fall visade en god
överensstämmelse med förut bekanta absorptionsband i ultrarött.
Härmed var effektens analogi med Comptoneffekten
bevisad och naturvetenskapen berikad med en
utomordentligt värdefull ny metod att studera
molekylernas byggnad och inre dynamik. Metoden är
universellt användbar: Ramanspektra ha upptagits av
såväl gaser som vätskor, kristaller och kristallpulver
samt amorfa kroppar. Vi ha genom Ramans
upptäckt blivit i stånd att genom en jämförelsevis enkel
experimentell metod komma åt molekylernas eg
en-frekvenser, dvs. de svängningstal med vilka de i
molekylen ingående atomerna och atomgrupperna
vibrera mot varandra. Tillsammans med studiet av
bandspektra och ultrarödforskningen utgör nu
studiet av Ramanspektra den viktigaste metoden att
komma åt dessa frekvenser som för studiet av
molekylbyggnaden spela en roll analog med deri, som
linjespektra i det synliga och i ultraviolett spela för
studiet av atombyggnaden. Ramans upptäckt väckte
naturligtvis ett enormt uppseende och ingående
experimentella undersökningar sattes i gång
omedelbart ej endast i Ramans eget laboratorium utan i
fysiska och kemiska laboratorier över så gott som hela
världen. Redan ett år efter effektens upptäckt hade
cirka 160 avhandlingar därom publicerats och f. n.
(okt. 1932) torde denna siffra ha stigit till omkring
500.
Ramaneffekten ger oss som sagt molekylernas
egenfrekvenser och man frågar sig då, vad dessa
frekvenser säga oss om molekylens byggnad. Inom
ultrarödforskningen hade man sysslat med teorien
för atomernas svängningar inom molekylen långt
fore Ramaneffektens upptäckt och man hade lyckats
fullständigt utreda några av de allra enklaste
iiltra-rödspektra. Några enkla exempel från detta gebit
torde belysa varom saken rör sig. Den enklaste
molekylen är ju den tvåatomiga. Vissa tvåatomiga
molekyler visa ultraröd absorption, som t. e.
halogen-vätena, andra, som syrgas, kvävgas och vätgas ej.
De förra äro polära föreningar, de ha ett
dipolmoment, de senare ej. För att två atomer, vibrerande
mot varandra, skola kunna ge upphov till, resp.
absorbera elektromagnetisk strålning (visa "aktiva"
svängningar) fordras naturligtvis en elektrisk
motsats mellan dem. En dylik molekyl absorberar
strålning genom att övergå från ett
vibrationstillstånd ined energien E’vibr till ett annat med energien
E"vibr och frekvensen på den absorberade strålningen
är enligt Bohrs bekanta frekvensrelation bestämd av
v = E"vibr-E’vibr- ^m man får antaga att
svängningarna äro harmoniska, dvs, de två atomerna
sammanhållas av en kraft / som motverkar en
förändring Ax av avståndet mellan dem proportionellt mot
denna förändring, alltså enligt relationen / = - KAx
så gäller för vibrationsenergien uttrycket Evibr =
(n + ^)h IK
---------_----_4 / - där K alltså är proportionalitets-
2 n V M
konstanten i ovanstående relation och M bestämmes
av relationen === =-----f- - Cm1 och m» de bägge
M M1 m2
atomernas massor)
För en ändring av n med en enhet erhålles
frekvensen V0 =9-V/-9 den fran fysiken välkända
ekvationen för en harmonisk svängning. Denna
frekvens kallas för grundfrekvensen.
Klorvätet visar ett absorptionsband vid 3,4 ^, som
motsvaras av grundfrekvensen. Då man känner
massorna på väte och kloratomerna kan man beräkna
konstanten K, alltså den kvasielastiska kraften
mellan atomerna.
Klorvätet visar också en serie absorptionsband
längst ut i det allra svårtillgängligaste ultrarött,
mellan ungefär 42 ^ och 100 ^. Dessa absorptionsband
svara mot kvanta av betydligt mindre storlek. De
kunna ej förklaras genom atomernas vibrationer mot
varandra, utan ha härletts ur molekylens
rotationsenergi. Genom kvantövergångar E’rot -> E"rot kan
molekylen upptaga strålning av frekvensen y = -
. v
(E"rot - E’rot)’ Ur uttrycket för rotationsenergien
Erot härleder man lätt att detta spektrum bör bestå
av en serie ekvidistanta linjer på avståndet
Av zz:’--r-från varandra, där h är Plancks konstant
och J molekylens tröghetsmoment, vilket i sin tur
avhänger av avståndet mellan atomerna a och dessas
massor:
J = M a2; l = - -
M Wi1 m%
Ur rotationsspektra erhålles därför med stor
noggrannhet avståndet mellan atomerna i molekylen.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
