Cтраница 3
Скачки означали, что атом излучает свет целыми порциями - едиными и неделимыми, ибо задержаться где-то меж двух разрешенных энергетических уровней электрон не может. Схема Бора показала, как рождаются планковские кванты. Величина излученного кванта зависит от размашистости скачка, совершенного электроном. [31]
Правила отбора для всех ядерных превращений включают в себя указание на то, меняется ли четность ядра в результате превращения. Таким образом, да означает, что ядерная четность меняется; следовательно, испущенные или поглощенные частицы ( или кванты) находятся в нечетном состоянии. Например, излученный квант, имеющий / 1 относительно ядра, будет находиться в нечетном состоянии и может испускаться только в том случае, если четность ядра меняется. Так, излученный квант, имеющий 1 2 относительно ядра, будет четным, и может быть испущен только в том случае, если четность ядра не меняется. [32]
В пламени ацеталь-дегида на каждые 106 реагирующих молекул ацетальде-гида излучается примерно только один квант света. Отношение числа излученных квантов света к количеству образованных молекул формальдегида было, однако, гораздо больше - химический анализ продуктов дает 125 молекул формальдегида на один квант. Топпс и Таунэнд заключают на основании этих результатов, что образование возбужденных молекул формальдегида не имеет непосредственного отношения к основному химическому процессу. Действительно, вывод о том, что возбужденные молекулы формальдегида не являются основными продуктами реакции, протекающей в условиях холодного пламени, кажется вполне законным. Следует, однако, иметь в виду, что весьма большое значение может иметь дезактивация. Среднее время излучения для молекулы формальдегида должно быть близко по порядку величины к 10 - 5 сек. Далее, если принять, что число столкновений, испытываемых молекулой в одну секунду, равно 1010, то, действительно, из каждых 105 возбужденных молекул только одна сможет излучить квант света. [33]
При переходе электрона в атоме из одного состояния в другое излучается квант света. Однако известно, что спектральные линии излучения имеют определенную естественную ширину. Это означает, что излученные кванты не имеют строго определенных энергий, что соответствует разбросу в значениях разности энергий при переходе атома из одного квантового состояния в другое. [34]
Пусть толщина сцинтиллятора составляет 1 си. Обычно от сцинтилляторов удается передать к фотокатоду не более 20 % излученного света. К ним следует добавить флюктуации ионизационных потерь и флюктуации числа излученных квантов света. Эти процессы еще более ухудшают точность определения энергии. [35]
Правила отбора для всех ядерных превращений включают в себя указание на то, меняется ли четность ядра в результате превращения. Таким образом, да означает, что ядерная четность меняется; следовательно, испущенные или поглощенные частицы ( или кванты) находятся в нечетном состоянии. Например, излученный квант, имеющий / 1 относительно ядра, будет находиться в нечетном состоянии и может испускаться только в том случае, если четность ядра меняется. Так, излученный квант, имеющий 1 2 относительно ядра, будет четным, и может быть испущен только в том случае, если четность ядра не меняется. [36]
Инверсия населенностей уровней в этих пучках достигается при помощи специальных сортирующих систем ( электрических или магнитных), оставляющих в пучке преимущественно те молекулы ( или атомы), которые находятся на высшем энергетическом уровне. После выхода пучка из сортирующей системы в нем преобладают молекулы ( или атомы), находящиеся на высшем энергетическом уровне. Попадая в объемный резонатор, настроенный на частоту, очень близкую к частоте квантов, соответствующих переходу молекул ( или атомов) с высшего на низший уровень, под действием поля объемного резонатора молекулы ( или атомы) будут излучать кванты, увеличивающие энергию колебаний в объемном резонаторе. Если энергия излученных квантов превышает все потери в объемном резонаторе, то колебания будут нарастать до того момента, когда потери энергии в объемном резонаторе достигнут величины энергии, отдаваемой всеми излучаемыми квантами объемному резонатору. Такое положение наступает потому, что в сильном поле электромагнитной волны, вызывающей индуцированное излучение, суммарная энергия излучаемых квантов растет медленнее, чем напряженность поля волны. Поэтому потери энергии в объемном резонаторе в конце концов достигают величины энергии, отдаваемой всеми излучаемыми квантами, после чего в объемном резонаторе устанавливаются колебания с постоянной амплитудой - автоколебания. В К - г. на молекулярных и атомных пучках для инверсии уровней населенности применяются также методы оптической накачки. В этом случае роль вспомогательного излучения играет мощное оптическое излучение, но частоты квантов индуцированного излучения лежат в раднодиаиазоне. [37]
Достаточным оказывается лишь предположение о полном превращении массы центральных частей звезд в массу квантов излучения. Возникающее при этом излучение должно иметь частоту того же порядка, что и космические лучи. Однако это излучение не может выйти на поверхность звезды. Многократно поглощенные и вторично излученные кванты постепенно теряют свою мощность, так же как это имеет место в явлении Комптона ( § 570), и звезда излучает в пространство главным образом видимый свет, соответствующий ее поверхностной температуре. Механизм превращения частиц вещества звезды в кванты излучения в значительной степени еще является гадательным. Так, Эддингтон предполагает, что в течение первой стадии своего развития звезда существует за счет недолговечного запаса энергии, выделяющейся, например, при образовании элементов, пока ее центральная температура не достигает критической ( 40 000 000) После этого начинается процесс, ведущий к полному превращению частиц вещества в кванты. Джине выдвигает другую гипотезу, согласно которой в радиацию самопроизвольно превращаются только тяжелые атомы ( с атомным весом, ббльшим урана), наиболее склонные к такому превращению. [38]
Очень ващным фактором, определяющим интенсивность люминесценции, является квантовый выход - своего рода коэффициент полезного действия люминофора. Он представляет собой отношение числа излученных квантов к числу поглощенных. Абсолютный квантовый выход не зависит от мощности источника возбуждения и, как интенсивность поглощения, определяется строением светящегося вещества. Если отсутствует безызлучательная деградация энергии, число излученных квантов может быть равно числу поглощенных. Наличие безызлучательных процессов, конкурирующих с радиационными, уменьшает квантовый выход. [39]
Часто встречается ошибочный взгляд, что соотношение Е - тс2 представляет закон превращения материи в энергию. Мы видели, что истинный смысл этого закона состоит в том, что всякому изменению энергии тела соответствует строго определенное изменение массы этого тела. Масса не превращается в энергию, но изменения массы сопутствуют изменениям энергии. Убыль ( дефект) массы частиц равна массе излученных квантов; убыль энергии частиц равна энергии излученных квантов. [40]
Часто встречается ошибочный взгляд, что соотношение Е - тс2 представляет закон превращения материи в энергию. Мы видели, что истинный смысл этого закона состоит в том, что всякому изменению энергии тела соответствует строго определенное изменение массы этого тела. Масса не превращается в энергию, но изменения массы сопутствуют изменениям энергии. Убыль ( дефект) массы частиц равна массе излученных квантов; убыль энергии частиц равна энергии излученных квантов. [41]
Выходящие лучи, испытывая возрастающее красное смещение в Гравитационном поле, приходят все более и более покрасневшими. Мощность излучения быстро падает и за времена порядка Rg / c после сжатия коллапсирующею тела до размера порядка гравитационного радиуса, внешний наблюдатель перестает его видеть: образуется черная дыра. Эта дыра действительно черная. Обладая ограниченной энергией, коллапсирующее тело до пересечения горизонта событий способно излучить на бесконечность лишь конечное число световых квантов, так что после момента выхода наружу последнего излученного кванта из черной дыры больше не выходит никакой информации. Начиная с некоторого момента, оказывается невозможной также попытка получить информацию о сколлапсировавшем теле с помощью посланной вслед этому телу ракеты. Дело в том, что когда эта ракета достигнет гравитационного радиуса, она, конечно же, не обнаружит там сколлапсировавшее тело. [42]
В наше время исследования люминесценции обеспечивают получение обширной информации о природе возбужденных атомов или молекул, об их структуре, размерах и форме, их ориентации, времени жизни и, косвенно, об их дальнейшей судьбе, когда они существуют недостаточно долго, чтобы претерпеть излучательную дезактивацию. Таким образом, люминесценция является ценным методом исследования химии возбужденных состояний, и поскольку все химические реакции протекают с участием так или иначе возбужденных частиц, то люминесценция, понимаемая достаточно широко, освещает всю область химии. Мы вовсе не утверждаем при этом, что все возбужденные состояния приводят к люминесценции. Так как люминесценция представляет собой устранение возбуждения путем испускания в виде световых квантов поглощенной ( или полученной иным образом) энергии, то она конкурирует с химическими реакциями, и с химической точки зрения каждый излученный квант является потерянным. [43]
Определение абсолютных квантовых выходов флуоресценции представляет собой довольно трудную задачу. Оно требует измерения поглощенных и испускаемых квантов во всей области частот с поправками на рассеянный свет, повторное поглощение и на эффекты преломления. На практике часто используют растворы веществ с известным квантовым выходом флуоресценции. Измеряют интенсивность флуоресценции известного и исследуемого раствора в совершенно идентичных условиях как функцию частоты. Строят кривые зависимости относительного числа излученных квантов от частоты. Площади под этими кривыми пропорциональны квантовому выходу флуоресценции. Зная соответствующее значение квантового выхода для стандарта, определяют величину квантового выхода флуоресценции исследуемого соединения. [44]
Эти центры сначала захватывают электрон или дырку, а Затем и их партнера по рекомбинации. Энергия, освобождаемая в процессе рекомбинации, может приводить как к излучательным, так и к безызлучательным переходам. Центры, подавляющие излучательную рекомбинацию, называют тушащими центрами. Это подавление свечения происходит или из-за уменьшения эффективности характерных излучательных процессов или из-за усиления эффективности без-ызлучательной дезактивации энергии. Хотя в органических кристаллах центры рекомбинации, безусловно, существуют ( см. ниже), степень их участия в ЭЛ неизвестна. Тем не менее расчеты [27] показывают, что причины, приводящие к локализации в кристалле синглетных экситонов, увеличивают также и взаимодействие экситонных состояний с локальными колебаниями решетки. Очевидно, увеличение числа таких центров ведет к уменьшению выхода электролюминесценции, определяемого как число излученных квантов, приходящихся на инжектированную электронно-дырочную пару. [45]