稀土離子的光譜學

內(nèi)容概要

本書詳盡地闡述了稀土離子的光譜性質(zhì)及相關(guān)的理論和計算方法，是一本系統(tǒng)論述稀土離子光譜學的專著。書中從自由稀土離子的光譜項、能級理論和計算方法人手，論述了晶體環(huán)境對光譜行為和能級的影響，以及晶體環(huán)境對它們影響的規(guī)律性。其中不僅包括4fN組態(tài)內(nèi)能級間躍遷的光譜現(xiàn)象，也包括了4fN-3n1l1組態(tài)能級的理論和計算方法，以及4fN組態(tài)和44fN-3n1l1組態(tài)能級間的光譜行為。書中所包含的基本概念和光譜現(xiàn)象、理論分析和公式推導、基本光譜數(shù)據(jù)和基本規(guī)律等幾個部分，為科學研究和實際應(yīng)用工作者提供了有用的基礎(chǔ)知識和科學數(shù)據(jù)。    本書可供在化學、物理和材料科學領(lǐng)域中從事稀土光學性質(zhì)研究的科研工作者，高等學校教師和研究生使用和參考。

書籍目錄

前言第1章  緒言  1.1  稀土光譜的發(fā)現(xiàn)和研究過程  1.2  稀土光譜的特征  1.3  光譜的測定方法和類型  1.4 稀土光譜材料的應(yīng)用  參考文獻第2章  量子力學和數(shù)學基礎(chǔ)  2.1  角動量算符  2.2  球張量算符  2.3  角動量的耦合  2.4  球諧張量算符的耦合  2.5  Wigner—Eckart定理  2.6  CK張量的約化矩陣元  2.7  6-J符號和9-J符號  2.8  張量乘積的矩陣元  參考文獻第3章  稀土自由離子的光譜項和能級  3.1  稀土元素和離子的電子組態(tài)  3.2  稀土離子的光譜項和能級數(shù)目  3.3  稀土離子4fN組態(tài)的能級    3.3.1  中心場作用    3.3.2  電子與電子之間的庫侖作用    3.3.3  電子的自旗軌道相互作用    3.3.4  組態(tài)相互作用    3.3.5  其他相互作用  3.4  中間耦合波函數(shù)  3.5  能級參數(shù)的理論計算方法    參考文獻第4章  稀土離子的晶體場理論  4.1  晶體場理論  4.2  晶體場參數(shù)與對稱性  4.3  旋轉(zhuǎn)群表示在點群中的分解  4.4  其他晶體場模型    4.4.1  疊加模型    4.4.2  角重疊模型  4.5  晶體場參數(shù)計算的舉例    4.5.1  點電荷靜電模型    4.5.2 角重疊模型  4.6  其他晶體場參數(shù)的計算結(jié)果    參考文獻第5章  4f-4f躍迂的光譜強度  5.1  電偶極矩躍遷的Judd-0felt理論  5.2  磁偶極矩和電四極矩躍遷  5.3  振子強度參數(shù)4f6nl的計算方法  5.4  躍遷概率和光譜參數(shù)  5.5  Pr3+和Tm3+離子本征函數(shù)的組成與狀態(tài)間的約化矩陣元  5.6  超敏躍遷  5.7  光譜結(jié)構(gòu)和對稱性  參考文獻第6章  晶體中稀土離子間的能量傳遞  6.1  能量傳遞方式  6.2  稀土離子的濃度猝滅  6.3  不同稀土離子間的能量傳遞  6.4  能量傳遞理論    6.4.1  Dexter理論    6.4.2  Kushida方法    6.4.3  敏化離子熒光的衰減機制    6.4.4  聲子輔助傳遞  6.5  熒光強度和速率方程  6.6  基質(zhì)和稀土離子之間的能量傳遞  6.7  能量傳遞的條件    參考文獻第7章  稀土離子4fN-1n1l1組態(tài)的光譜理論第8章  二價稀土離子4fN-15d組態(tài)的光譜學第9章  三價稀土離子4fN-15d組態(tài)的光譜和能級的光譜性質(zhì)第10章  晶體環(huán)境對稀土離子光譜和能級的影響第11章  稀土離子的電荷遷移帶吸收第12章  稀土光譜學中的u群方法附錄  I.基本物理常數(shù)  II.物理單位換算  III.晶面間距和單胞體積  IV.4f6nl張量的表達式  V.32點群的特征標表

章節(jié)摘錄

第1章 緒言1.1　稀土光譜的發(fā)現(xiàn)和研究過程稀土離子的光譜發(fā)現(xiàn)至今已經(jīng)一個世紀，在1906年，Becquerel研究礦石的光譜時就發(fā)現(xiàn)一種含稀土和過渡元素的礦石中有一種特別尖銳的光譜線，這種光譜線和氣體化學元素的吸收和發(fā)射線相似，由于稀土只是礦物中的一種雜質(zhì)，加上人們對光譜的不理解和疑惑，沒有引起科學家們的充分注意，影響了對稀土光譜的及時研究，客觀上講，由于當時工業(yè)水平較低，光譜技術(shù)也較簡單粗糙，并且光譜理論尚未發(fā)展起來，因此，很長時間里稀土的光譜學沒有得到快速發(fā)展，1913年Bohr的原子理論，1926年的量子力學和1929年Bethe的晶體場理論以及Condon—Shortley的原子光譜理論出現(xiàn)后人們才有可能利用這些基礎(chǔ)理論深入地研究稀土元素的這種新鮮的光譜現(xiàn)象，后來人們已經(jīng)可以利用化學方法合成已知組分的人造晶體，開展了廣泛的光譜研究工作，通過各國科學家的努力終于確認在晶體中稀土離子的這種銳線型的吸收光譜是來自稀土離子4f殼層內(nèi)的禁戒躍遷，第二次世界大戰(zhàn)以后，稀土光譜的研究重新受到重視，人們利用在戰(zhàn)爭中發(fā)展起來的微波技術(shù)和順磁共振技術(shù)，可以詳細研究稀土離子的基態(tài)能級在磁場中產(chǎn)生的Zeeman分量，利用光譜儀器研究較高能級的信息，再加上Slater原子結(jié)構(gòu)理論和Racah復(fù)雜光譜理論的出現(xiàn)，20世紀50年代后稀土離子的光譜理論和光譜學才得以全面發(fā)展起來，當時，英國、法國、美國、瑞士和荷蘭研究較多，美國的Hopkins大學專門成立了稀土光譜研究室，此后，國際上先后出版了幾部涉及稀土光譜內(nèi)容的專著。

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《稀土離子的光譜學:光譜性質(zhì)和光譜理論》可供在化學、物理和材料科學領(lǐng)域中從事稀土光學性質(zhì)研究的科研工作者，高等學校教師和研究生使用和參考。

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