Cтраница 3
Квантовым аналогом системы Земля-Луна является атом водорода. Энергия, равная нулю, отделяет связанные состояния электрона в атоме от свободных состояний, в которых электрон рассеивается ядром. [31]
Наряду с поглощением, приводящим к появлению фотопроводимости, может иметь место экситонный механизм поглощения. Экситоны представляют собой квазичастицы - электрически нейтральные связанные состояния электрона и дырки, образующиеся в случае возбуждения с энергией, меньшей ширины запрещенной зоны. Уровни энергии экситонов располагаются у дна зоны проводимости. Так как экситоны электрически нейтральны, то их возникновение в полупроводнике не приводит к появлению дополнительных носителей тока, вследствие чего экситонное поглощение света не сопровождается увеличением фотопроводимости. [32]
Как мы видели в предыдущем параграфе, при Z Zc связанное состояние электрона на ЛГ-оболочке исчезает. [33]
Если, напротив, волновые функции i 5re, и отличны от нуля в различных областях пространства, то обменный интеграл обращается в нуль. Если, в частности, tyn, и - волновые функции, описывающие связанные состояния электронов в различных атомах, то обменное взаимодействие возможно лишь при непосредственном сближении атомов. Пусть, далее, волновые функции отвечают двум связанным состояниям в атоме. Например, п - нормальное, а п2 - одно из возбужденных состояний. Тогда величина обменного интеграла чрезвычайно быстро уменьшается с переходом к высшим возбужденным состояниям, когда состояния п и п2 обладают существенно различными энергиями. Наконец, когда речь идет о взаимодействии свободных частиц, описываемых плоскими волнами, то обменный интеграл отличен от нуля только для частиц, имеющих близкие по величине значения импульсов. Если, например, импульсы частиц заметно отличаются друг от друга, а энергия взаимодействия изменяется с координатами сравнительно медленно, то в Л под интегралом содержится произведение плавно изменяющейся и быстроосциллирующей функции. [34]
Так как в поле потенциала (2.4) при не слишком малых 1 / а могут существовать связанные состояния электронов, то такой атом может захватить еще один электрон, поэтому в некоторых случаях примесные уровни могут быть многозарядны. [35]
Слетеровские МСИ для неидеальной плазмы. Для универсального описания термодинамических и оптических свойств плазмы рассмотрим следующую модификацию модели ТФ: часть связанных состояний электронов в самосогласованном потенциале будем описывать в водородоподобном слетеровском приближении дискретными уровнями энергии, а остальные - в квазиклассическом приближении, как в модели ТФ. [36]
Совершенно иной эффект, называемый резонансной поля-ронной связью, наблюдается не только в фохтовской, но и в фарадеевской конфигурации Преимущество последней заключается в том, что описанная выше диэлектрическая связь отсутствует. Поляронная связь приводит к тому, что в добавление к обычным уровням Ландау появляются уровни, отвечающие связанным состояниям электрона и фонона. [37]
Уровни энергии экситона легко вычислить в предельном случае слабо связанных состояний, когда средние расстояния между электроном и дыркой велики по сравнению с постоянной решетки а; такой экситон называют экситоном Ванъе-Мотта. В обратном же предельном случае, когда расстояние между электроном и дыркой порядка атомного, говорят об экситоне Френкеля ] разумеется, экситон Френкеля можно рассматривать как связанное состояние электрона и дырки лишь формально. [38]
Возбужденные состояния атомов похожи на экситоны, которые были рассмотрены для полупроводников в конце гл. Они представляют собой связанные состояния электрона из зоны проводимости и дырки из валентной зоны; ясно, что экситон является таким элементарным возбуждением, которое не переносит заряда. [39]
В релятивистской же теории такая ситуация вообще недопустима, так как означает неустойчивость системы относительно самопроизвольного рождения элек-тро Н Позитронных пар. Действительно, если в вакууме для рождения такой пары нужна энергия, превышающая 2т, то в поле достаточна уже меньшая энергия. При наличии связанного состояния электрона с энергией е С т возможно рождение пары с затратой лишь энергии е - f - tn 2m, причем рождаются свободный позитрон и электрон в связанном состоянии. [40]
В работе Кудрина [ 52 j ограничение статистической суммы производится в зависимости от расстояния между атомом и возмущающим ионом. Эккер и Вайзель [53] предположили, что взаимодействие связанной ион-электронной пары экранируется другими зарядами, причем эффект экранировки описывается дебаевским потенциалом. Тогда число возможных связанных состояний электрона с ионом оказывается конечным. [41]
В 1951 г. было экспериментально установлено, что при движении свободного позитрона в газах наблюдаются случаи захвата электрона движущимся позитроном. При этом образуется связанное состояние электрона и позитрона - позитроний, аналогичное атому водорода, в котором протон заменен позитроном. Позитроний является ме-таетабнльной системой, распадающейся на фотоны вследствие аннигиляции электрона и позитрона. [42]
Более сильное взаимодействие, обусловленное обменом спиновыми волнами, компенсируется, однако, уменьшением статистического веса, связанным с тем обстоятельством, что суммарный импульс взаимодействующих электронов отличен от нуля. Кроме того, уменьшению эффективного притяжения электронов содействует антисимметричность волновой функции. Поэтому вопрос о связанных состояниях электронов, обусловленных обменом спиновыми волнами, требует специального исследования. [43]
Саха не описывает реальное ионизационное равновесие. Один из важнейших эффектов состоит в том, что, становясь сильным, взаимодействие приводит к уменьшению энергии связи атомов, иначе говоря, понижает потенциал ионизации. При очень сильном взаимодействии связанные состояния электрона и иона вообще исчезают. Иногда говорят, что происходит ионизация давлением. Ей соответствует ветвь кривой 5, соответствующая высоким плотностям. [44]
Для атомов, взаимодействующих друг с другом или с электромагнитным полем, время жизни возбужденных состояний уменьшается, а ширина уровня увеличивается. Так возникают полосатые спектры молекул, зоны энергетических уровней ( в кристаллах, наконец, сплошные спектры. Соответственно последовательно уменьшается время жизни связанного состояния электрона в атоме, пока он не превращается в свободный с непрерывно изменяющейся энергией. [45]