Самопроизвольное испускание
Cтраница 1
 |
Различные абсорбционные и эмиссионные процессы. [1] |
Самопроизвольное испускание имеет место при возвращении возбужденного атома в основное состояние. [2]
Самопроизвольное испускание в определенной степени происходит в любых условиях. При надлежащих условиях оно может сыграть роль излучения, которое стимулирует вынужденное испускание. Самопроизвольно испускаемый фотон стимулирует испускание других фотонов, каждый из которых в свою очередь стимулирует испукание новых фотонов, и в результате происходит каскадный эффект. Чтобы получить значительное усиление, требуется создать достаточно длинный оптический путь. С этой целью пригодное для лазерной генерации вещество помещают в отражательную полость. Расстояние между зеркалами может быть тщательно подобрано таким образом, чтобы усиление осуществлялось только для одной частоты из ряда частот, возможных для различных энергетических уровней. На практике зеркала, между которыми помещается лазерное вещество, могут образовывать интерферометр. [3]
Очевидно, самопроизвольное испускание ( спонтаннее излучение ], а следовательно, и коэффициент излучения jv не зависят от наличия излучения в веществе. [4]
Член в квадратных скобках, равный единице, соответствует самопроизвольному испусканию, а / ги ( k) - вынужденному испусканию. Оба эти члена должны быть проинтегрированы по телесному углу dQ, что приводит к выражениям, отличным на множитель 4я от (4.104) для самопроизвольного испускания. [5]
В том приближении, какое мы использовали выше, коэфи-циент самопроизвольного испускания зависит только от матричного элемента для электрического дипольного момента между двумя состояниями. [6]
Беккерель ( 1852 - 1908) в 1896 г. при изучении люминесценции солей урана случайно обнаружил самопроизвольное испускание ими излучения неизвестной природы, которое действовало на фотопластинку, ионизировало воздух, проникало сквозь тонкие металлические пластинки, вызывало люминесценцию ряда веществ. Продолжая исследование этого явления, супруги Кюри - Мария ( 1867 - 1934) и Пьер - обнаружили, что беккерелевское излучение свойственно не только урану, но и многим другим тяжелым элементам, таким, как торий и актиний. Они показали также, что урановая смоляная обманка ( руда, из которой добывается металлический уран) испускает излучение, интенсивность которого во много раз превышает интенсивность излучения урана. [7]
Если поверхность твердого тела бомбардируют ионами ( или нейтральными атомами) с большой энергией, наблюдается самопроизвольное испускание УФ - и видимого излучения. Излучение обусловлено послесвечением возбужденных атомов, выбитых с поверхности. Интенсивность спектральных линий прямо пропорциональна току первичного пучка ионов, однако процесс испускания фотонов более эффективен в случае непроводящих, а не металлических мишеней. Тсонг и Мак-Ларен [119, 120] описали установку, в которой бомбардировка проводится ионами аргона. [8]
Напомним, что энергия спиновой системы изменяется при испускании или поглощении квантов с резонансной частотой v0 и что самопроизвольное испускание или поглощение кванта-процесс чрезвычайно маловероятный. Поэтому эффективное взаимодействие спиновой системы и решетки могут обеспечить лишь те процессы, при которых в месте расположения ядер возникают переменные электромагнитные поля с частотой, совпадающей с частотой резонанса магнитных ядер. В специальной литературе обычно рассматривается пять физических процессов на молекулярном или ядерном уровне, которые принципиально могут обеспечить появление таких полей. Мы рассмотрим наиболее распространенный для средних и больших органических молекул механизм спин-решеточной релаксации протонов или ядер углерода-диполь-дипольный. [9]
Это означает, что если на атом или молекулу падает внешнее излучение с частотой v, равной частоте самопроизвольного испускания, то суммарное испускание при этом увеличивается пропорционально плотности падающего излучения. [10]
Далее, как заметил Эйнштейн, коэффициенты погло щения и вынужденного испускания равны между собой а связаны с вероятностью самопроизвольного испускания. Здесь же мы выяснили, что если интенсивность света измеряетсТГко - личеством имеющихся фотонов ( вместо того, чтобы пользоваться энергией в единице объема или в секунду), то коэффициенты поглощения, вынужденного испускания и самопроизвольного испускания равны друг другу. [11]
Особенность радиометрических методов по сравнению с ранее рассмотренными состоит в том, что здесь мы впервые сталкиваемся с явлением радиоактивности - самопроизвольным испусканием ядерных а - ир-частиц, которое обычно сопровождается электромагнитным у излУчением - При взаимодействии а-частиц ( ядра гелия) с ядрами бериллия образуются незаряженные элементарные частицы - нейтроны - с массой, равной массе протона. Последнее обстоятельство весьма важно подчеркнуть, имея в виду обсуждаемый вопрос измерения влажности. [12]
Время Tj является характеристикой эффективности взаимодействия магнитных ядер с остальным веществом образца - решеткой: чем интенсивней обмен энергией между решеткой и системой спинов, тем меньше Tj. Напомним, что энергия спиновой системы изменяется при испускании или поглощении квантов с резонансной частотой v0 и что самопроизвольное испускание или поглощение кванта-процесс чрезвычайно маловероятный. Поэтому эффективное взаимодействие спиновой системы и решетки могут обеспечить лишь те процессы, при которых в месте расположения ядер возникают переменные электромагнитные поля с частотой, совпадающей с частотой резонанса магнитных ядер. В специальной литературе обычно рассматривается пять физических процессов на молекулярном или ядерном уровне, которые принципиально могут обеспечить появление таких полей. Мы рассмотрим наиболее распространенный для средних и больших органических молекул механизм спин-решеточной релаксации протонов или ядер углерода-диполь-дипольный. [13]
Понятие ширины уровня может быть применено к любым состояниям, имеющим конечную длительность, не обязательно к состояниям систем, способных к альфа-распаду. Например, уровень энергии атома, находящегося в возбужденном состоянии, имеет определенную ненулевую ширину, так как возбужденный атом способен к самопроизвольному испусканию кванта. [14]
Член в квадратных скобках, равный единице, соответствует самопроизвольному испусканию, а / ги ( k) - вынужденному испусканию. Оба эти члена должны быть проинтегрированы по телесному углу dQ, что приводит к выражениям, отличным на множитель 4я от (4.104) для самопроизвольного испускания. [15]
Страницы: 1 2