Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Основы радиационной биофизики" -> 33

Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б., Беренфельд Б.С. Основы радиационной биофизики — Москва, 1982. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviradicionnoybiofiziki1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 144 >> Следующая

При описании скользящего соударения частица рассматривается как источник электрического поля, в котором содержатся фотоны всех возможных частот. Такое поле может взаимодействовать с орбитальными электронами на значительных расстояниях. В газах это расстояние (прицельный параметр) порядка 100 нм, в плотном веществе — около 10 нм. Взаимодействие электриче-
ского поля заряженной частицы с молекулой переводит ее в то или иное возбужденное состояние, в том числе и соответствующее ионизации (рис. II1-9).
Силу, с которой электрическое поле действует на молекулы, можно разложить на две составляющие: параллельную пути ча-А стицы (продольный компонент) и перпен-
дикулярную (поперечный компонент).
Каждый компонент можно изобразить рядом Фурье как сумму чисто гармонических функций времени:
^поперечн = • COS (2jlvit) . (III-4)
Продольный компонент так мал, что им можно пренебречь (частица проходит на значительном расстоянии от молекулы) .
Анализ Фурье-фунКЦИИ ДЛЯ /Гпопереч показывает, что сила поперечного компонента постоянна от низких до почти максимальных частот; каждый интервал частоты включает одно и то же количество энергии фотонов, составляющих поле частицы. Таким образом, действие заряженной частицы (ее электрического поля) на молекулу совпадает с действием света источника, дающего равное число фотонов для каждого интервала частот от видимого света до рентгеновского из-
Потенциальная
энергия
наложения поля; Б — после взаимодействия с полем; 1 — возбужденная молекула; 2 — ионизированная молекула
Рис. III—9. Кривая потенциальной энергии молекулы, взаимодействующей с полем заряженной частицы (по Сэтлоу и Полларду, _ _ ^______ _____ ^
1964): А — молекула до ЛуЧения («белый свет»).
uanowpmia гтг\ пег h — гтпгпр j \ /
В теории, развитой в 50-е гг. Платц-маном, для характеристики молекулы, взаимодействующей с заряженной частицей, вводится величина «силы осциллятора» этой молекулы, которая выражает вероятность перехода, приводящего к возбуждению или ионизации молекулы.
Силу осциллятора, пропорциональную коэффициенту макроскопического оптического поглощения света соответствующей частоты, обозначают через fs для перехода из основного состояния в дискретное возбужденное состояние s, которое появляется в результате поглощения света частотой vs=Es/h, где Es — энергия молекулы в возбужденном состоянии относительно энергии в основном состоянии (энергия возбуждения). Для переходов внутри непрерывного спектра дискретную силу осциллятора нужно заменить на df/dv или df/dE, зависящую от энергии E=hv. Обе формы выражения силы осциллятора нужно понимать как величины, усредненные по всем возможным ориентациям молекулы.
Если молекула возбуждается светом источника, дающего равное число фотонов для каждого интервала частот — от видимого света до рентгеновского излучения (белый свет), то число молекул, активированных до состояния s, пропорционально силе осциллятора этого состояния:
Ns=const-fs. (III-5)
Уравнение (III-5) показывает, что при постоянном распределении частоты величина Ns пропорциональна силе осциллятора. Если частота падающего света характеризуется распределением lJhvs—lJEs, то число молекул, возбужденных до состояния s прохождением быстрой заряженной частицы, описывается уравнением
Ns~fs/Es. (III-6)
Аналогичное выражение для непрерывного спектра:
N(E)~(df/dE)/E. (III-7)
Уравнение (III-7) называют «оптическим приближением». Основное ограничение этого метода — значительная погрешность при малых значениях fs. Однако применение оптического приближения дает хорошие результаты для анализа энергетического спектра первичных активаций, генерируемых излучением, в действующем спектре которого преобладают быстрые заряженные частицы.
Сила осциллятора fa пропорциональна числу электронов в оболочке, в которой индуцируется активация, т. е. она максимальна для внешних оболочек; Es пропорциональна квадрату эффективного заряда ядра и меньше для внешних оболочек, так как электроны внутренних оболочек экранируют поле ядра. Тогда согласно уравнениям (III-6), (Ш-7) можно сделать вывод: активация валентных электронов — преобладающий первичный процесс, происходящий в результате прохождения заряженной частицы через вещество.
Если бы существовала возможность теоретически рассчитать силу осциллятора молекулы, то можно было бы предсказать уровни активации молекул в результате взаимодействия с заряженной частицей. Такой расчет, основанный на квантовомеханических представлениях, был проведен лишь для атома водорода. Уже для малых многоатомных молекул эта задача практически невыполнима (не говоря уже о макромолекулах). Оценить спектр сил осциллятора удается на основании косвенных данных, полученных при изучении коэффициентов поглощения в области непрерывного абсорбционного спектра, показателя преломления и оптической дисперсии, сечения неупругого рассеяния электронов и др.
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed