Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




23.06.2022


23.06.2022


17.06.2022


14.06.2022


10.06.2022





Яндекс.Метрика





Резонанс Ферми

10.05.2022

Резонанс Ферми — сильное взаимодействие между колебательными уровнями, возникающее если двум колебательным состояниям в гармоническом приближении соответствуют одинаковые или почти одинаковые энергии (если не учитывать взаимное влияние). Явление было впервые объяснено известным итальянским физиком Энрико Ферми.

Общий формализм

Объяснение расщепления симметричной частоты для молекулы CO2 было дано Ферми в 1931 г., впервые рассмотревшим взаимные возмущения колебательных уровней данного типа. В инфракрасном спектре CO2 наблюдаются две очень интенсивные полосы 2349,3 см−1 и 667,3 см−1, соответствующие нечетным основным колебаниям А1u и E1u. В спектре комбинационного рассеяния наблюдается интенсивная двойная линия 1285,5 см−1, 1388,3 см−1, соответствующая четным колебаниям А1g. Наличие двух линий вместо одной и является результатом резонанса.

Если имеет место случайное вырождение, то благодаря взаимному влиянию колебаний — «возмущению» колебательных уровней — вырождение снимается и происходит расщепление вырожденного уровня, тем большее, чем сильнее взаимодействие. В данном случае основная частота симметричного валентного колебания почти точно равна частоте первого обертона деформационного колебания. Нулевые частоты равны ν1 — 1351,2 см−1 и ν2 = 672,2 см−1 (то есть 2ν2 ≈ ν1) и вычисленные из них, с учетом ангармоничности колебаний, положения уровней разнятся лишь на 16,7 см−1. Вследствие взаимодействия колебаний ν1 и 2ν2 расстояние уровней увеличивается до 1388,3 — 1285,5 = 102,8 см−1, и вместо интенсивной основной частоты ν1 и слабого обертона 2ν2 получаются две интенсивные частоты, каждая из которых соответствует наложению обоих колебаний.

Хотя резонанс Ферми и является результатом случайного вырождения, однако встречается довольно часто, особенно у сложных молекул; из-за большого числа различных обертонов и составных частот вероятность случайных совпадений колебательных уровней достаточно велика. Следует отметить, что резонанс Ферми может иметь место лишь для колебательных уровней одной симметрии.