Cтраница 2
Плотности падающего излучения, необходимые для перевода существенной части населенности на верхний энергетический уровень за счет поглощения двух фотонов, намного выше, чем при однофотонном поглощении. Тем не менее такие плотности падающего излучения довольно легко получить с помощью импульсных лазеров на красителях, а также с помощью фокусированных пучков непрерывных лазеров. Требуемая плотность падающего излучения снижается, или, что одно и то же, скорость возбуждения повышается, когда промежуточные энергетические уровни расположены так, что их энергии относительно нижнего уровня близки к энергии одного из фотонов. [16]
Предположим, что удалось найти способ, чтобы перевести почти все молекулы на верхний энергетический уровень. [17]
Для получения эффекта усиления электромагнитных волн необходимо, чтобы имело место значительное насыщение верхнего энергетического уровня Е3 и чтобы время релаксации было велико. Чем больше время релаксации, тем требуется меньшая мощность генератора, производящего облучение ( накачку) для перевода квантовой системы в возбужденное состояние. Время релаксации обратно пропорционально абсолютной температуре, при Т 4 2 К оно составляет несколько секунд, при более высоких температурах сильно уменьшается. [18]
![]() |
Зависимость энергии уровней от напряженности электрического поля. [19] |
Высокочастотное поле объемного резонатора вызывает индуцированное излучение молекул, связанное с переходом с верхнего энергетического уровня на нижний. Если излучаемая молекулами энергия равна энергии, расходуемой в резонаторе и передаваемой во внешнюю нагрузку то в системе устанавливается стационарный колебательный процесс и рассмотренное устройство может быть использовано в качестве генератора стабильных по частоте колебаний. [20]
В этом определении п - номер периода, равный главному квантовому числу для верхнего энергетического уровня в атомах всех элементов этого периода. В атомах s - элементов достраиваются s - подуровни, в атомах р-элементов - соответственно р-подуровни. Исключение из приведенного выше определения составляет первый период, в котором нет р-элементов, так как на первом энергетическом уровне ( п 1) существует только ls - подуровень. В периодической системе присутствуют также d - элементы, у которых достраиваются d - подуровни, и f - элементы, у которых достраиваются / - подуровни. [21]
Между двумя линиями поглощения образуется аномальный провал, так как эти две линии имеют одинаковый верхний энергетический уровень и перекрываются друг с другом из-за доплеровского уширения в обычном эксперименте по определению поглощения. Для некоторого подмножества доплеровских скоростей сильный лазерный пучок совпадает с одним переходом, а зондирующий пучок - с другим, когда лазерные пучки настроены на некоторую среднюю длину волны между двумя этими переходами. Поскольку сигнал обусловлен разностью поглощений, в зависимости от того, включен или выключен сильный пучок, на рис. 3.4 появляется пик, направленный вверх в тех случаях, когда сильный пучок уменьшает населенность нижнего уровня, вызывая уменьшение поглощения зондирующего пучка этими атомами. [22]
При облучении кристалла рубина светом с длиной волны Я 5600 А ионы хрома переходят на верхний энергетический уровень. Существенно, что возвращение ионов в основное состояние происходит двумя последовательными переходами. [23]
При облучении кристалла рубина светом с длиной волны X 5600 А ионы хрома переходят на верхний энергетический уровень. Существенно, что возвращение ионов в основное состояние происходит двумя последовательными переходами. [24]
Чтобы система спинов могла охладиться до температуры решетки, должен происходить перенос магнитных частиц с верхнего энергетического уровня на нижний. Если вся система спинов и решетка были в термическом равновесии при температуре Т, то, согласно уравнению теплового баланса, числа переходов снизу вверх и сверху вниз должны быть равны, вследствие чего W N W N, где W, W - вероятность перехода в единицу времени снизу вверх и сверху вниз соответственно. [25]
При поглощении молекулами видимого и ультрафиолетового электромагнитного излучения с частотой v электроны переходят с нижнего на верхний энергетический уровень. [26]
Электрон, занимающий нижний энергетический уровень, сильно связан с атомом, тогда как электрон, занимающий верхний энергетический уровень, слабо связан с атомом. Между энергетическими уровнями находятся запрещенные энергетические промежутки, через которые электрон должен пройти, обладая достаточным количеством энергии, при переходе с более низкого уровня на более высокий уровень, или отдавая энергию, при переходе с более высокого на более низкий уровень. В отсутствие внешних нарушений электроны атома заполняют все возможные нижние уровни и в этом случае говорят, что атом находится в нормальном состоянии. Атом находится в возбужденном состоянии, если один или большее число электронов атома перейдут на более высокие энергетические уровни. Два идентичных атома имеют идентичные энергетические уровни. Однако, когда два атома находятся поблизости или соприкасаются друг с другом, то наблюдается небольшой сдвиг энергетических уровней по отношению друг к другу; и каждый энергетический уровень одноатомной системы расщепляется на два уровня в двухатомной системе. [27]
![]() |
Энергетические уровни в молекулярной системе. [28] |
Если молекула находится на нижнем уровне, то результатом взаимодействия является поглощение кванта и переход молекулы на верхний энергетический уровень. При переходе молекулы с верхнего уровня на нижний результатом взаимодействия с полем является излучение фотона. При этом энергия молекулы уменьшается, а энергия поля возрастает. Этот процесс называется индуцированным излучением. [29]
![]() |
Идеальная четырехуровневая схема, характерная для большинства лазеров непрерывного действия. [30] |