Вероятность - спонтанный переход
Cтраница 3
Уровни в системе выбирают таким образом, чтобы они удовлетворяли следующим условиям: а) вероятность спонтанного перехода А32 с третьего уровня на второй значительно больше, чем АЗ с третьего уровня на первый. За время / 32 большая часть атомов перейдет с третьего уровня на второй; б) вероятность спонтанного перехода А2 со второго уровня на первый много меньше, чем вероятность перехода с третьего уровня на второй. Это значит, что уровень Е2 по сравнению с уровнем Е3 более долгоживущий, или более устойчивый. [31]
А е - электронная плотность, ng - концентрация данного иона, X - коэффициент возбуждения ( см - сек-1), Apq - вероятность спонтанного перехода ( сек 1), L - геометрический фактор, зависящий от размеров плазмы и апертуры спектрометра. [32]
Таким образом, вынужденное излучение, бесспорно, существует, а трудность его экспериментального обнаружения в оптическом диапазоне связана с малой вероятностью этого процесса по сравнению с вероятностью спонтанных переходов, которые всегда будут маскировать это излучение. Возможность наблюдения процессов поглощения, происходящих с той же вероятностью ( Впт Втп), связана с тем, что в данном случае нет маскирующих процессов, а также с большим числом атомов на основных уровнях. [33]
В видимой и тем более в ультрафиолетовой области спектра вероятности вынужденных переходов при всех практически достижимых плотностях радиации накачки, не считая лазерного луча, малы по сравнению с вероятностью спонтанных переходов. Поэтому нелинейные эффекты в двухуровневой системе трудно наблюдаемы. [34]
Таким образом, если квантовая система и поле излучения находятся в состоянии термодинамического равновесия, то вероятности вынужденных переходов в единицу времени при единичной плотности поля В12 и В21 должны быть одинаковы. Вероятность спонтанных переходов пропорциональна третьей степени частоты перехода, поэтому спонтанное излучение сильнее всего проявляется в оптическом диапазоне волн. [35]
Вероятность спонтанного перехода исп есть обратная величина среднего времени пребывания в возбужденном состоянии тср. [36]
В 1918 г. Эйнштейн обратил внимание на то, что двух указанных видов излучения недостаточно для объяснения существования состояний равновесия между излучением и веществом. Действительно, вероятность спонтанных переходов определяется лишь внутренними свойствами атомов и, следовательно, не может зависеть от интенсивности падающего излучения, в то время как вероятность поглощательных переходов зависит как от свойств атомов, так и от интенсивности падающего излучения. Возникающее в результате таких переходов излучение называется вынужденным или индуцированным. [37]
В 1916 г. Эйнштейн обратил внимание на то, что двух указанных видов излучения недостаточно для объяснения существования состояний равновесия ме-жду излучением и веществом. Действительно, вероятность спонтанных переходов определяется лишь внутренними свойствами атомов и, следовательно, не может зависеть от интенсивности падающего излучения, в то время как вероятность поглощательных переходов зависит как от свойств атомов, так и от интенсивности падающего излучения. [38]
Такой процесс называется спонтанным испусканием света. Характеристикой этого процесса является вероятность AZ спонтанного перехода 2 - - 1 в единицу времени. Величина Л21 называется также коэффициентом Эйнштейна для спонтанного перехода. [39]
 |
Контуры спектральной линии.. - лс. рскцез. 2 - дои. [40] |
Когда на частицу не действуют никакие внешние силы, спектральная линия имеет наименьшую, так называемую естественную ширину. Эта ширина обусловливается только вероятностями спонтанных переходов. [41]
Из теории электромагнитного излучения следует, что вероятность перехода на высший уровень с поглощением энергии внешнего магнитного поля равна вероятности стимулированного полем перехода на низший уровень. Далее теория предсказывает, что вероятность спонтанного перехода из состояния с высокой энергией в состояние с низкой энергией в области радиочастот ничтожна. Таким образом, если группа ядер существует в виде двух равнонаселенных спиновых состояний, то вероятности перехода на высший уровень ( поглощение энергии) и на низший ( испускание энергии) одинаковы. Именно этот, очень небольшой, хотя и конечный, избыток ядер на низшем спиновом уровне приводит к наблюдаемому поглощению энергии в радиочастотной области спектра. [42]
Из теории электромагнитного излучения следует, что вероятность перехода на высший уровень с поглощением энергии внешнего магнитного поля равна вероятности стимулированного полем перехода на низший уровень. Далее теория предсказывает, что вероятность спонтанного перехода из состояния с высокой энергией в состояние с низкой энергией в области радиочастот ничтожна. Таким образом, если группа ядер существует в виде двух равнонаселенных спиновых состояний, то вероятности перехода i; i высший уровень ( поглощение энергии) и на низший ( испускание - / нергии) одинаковы. Именно этот, очень небольшой, хотя и конечный, избыток яд р на низшем спиновом уровне приводит к наблюдаемому поглощелию энергии в радиочастотной области спектра. [43]
Вероятности спонтанных и вынужденных переходов характеризуются специальными коэффициентами А2, В12 и В2, введенными Эйнштейном при рассмотрении термодинамической задачи об-излучении абсолютно черного тела. Таким образом, коэффициент Эйнштейна AZI определяет вероятность спонтанного перехода одной частицы за единицу времени. [44]
Желательно подобрать спектральные линии, находящиеся в удобной для измерений области спектра и имеющие большую разность энергий верхних уровней. Кроме того, необходимо выбирать линии с известными величинами вероятностей спонтанных переходов. [45]
Страницы: 1 2 3 4