ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Статистические явления в источниках света из "Колебания и волны Введение в акустику, радиофизику и оптику Изд.2 " Оно равно интенсивности, создаваемой в точке наблюдения одним атомом, умноженной а число атомов. [c.439] За время х произойдет полная смена одних вспышек другими или, что сводится к тому же, случайное изменение фаз всех УУх/х слагаемых колебаний моменты I, г + х соответствуют двум совершенно независимылг комбинациям случайных фаз. [c.440] Следовательно, здесь Е также представляет собой колебание, хаотически модулированное по амплитуде и по фазе, со средним временем модуляции X. [c.440] Сделаем, наконец, еше более обш,ее предположение, что продолжительность отдельных вспышек и промежутки времени между началол вспышек колебаний от каждого атома не одинаковы, а имеют некоторый случайный разброс около среднего значения — соответственно хит При этом остаются справедливыми выводы, сделанные для предыдущего случая, так как среднее время смены какой-нибудь комбинации фаз другой, независимой от нее равно х. [c.440] Следует подчеркнуть, что среднее время модуляции совершенно не зависит от числа атомов ТУ и от пропорционального ему общего числа скачков фазы всех электронов в единицу времени. Среднее время модуляции определяется исключительно тем, как долго сохраняет постоянное значение фаза отдельного колебания, входящего в сумму (10.31). Здесь — полная аналогия с тем, что среднее, время хаотической модуляции колебаний маятника ( 3, п. 2) зависит не от того, как часто он испытывает случайные толчки, а от продолжительности колебаний, вызываемых отдельными толчками. [c.440] Частота световых колебаний порядка 10 герц. [c.440] Согласно оптическим данным коэффициент затухания, обусловленный излучением, имеет при этом порядок 10 сек , т. е. значительнре высвечивание энергии колеблюш,егося электрона происходит за некоторое время х порядка 10 сек. Можно сказать точнее амплитуда колебаний электрона убывает в е раз вследствие излучения за время порядка 10 периодов этих колебаний. [c.440] Возникает, прежде всего, вопрос каким образом, несмотря на то, что колебания каждого электрона затухают в результате излучения, возможна длительное свечение Это объясняется очень просто, если принять во внимание, что в результате теплового движения между атомами газа происходят соударения, и предположить, что в результате хотя бы некоторых соударений возбуждаются колебания электронов (подобно тому как при ударе возбуждаются колебания камертона). [c.440] ЩИХ ударов всегда возникает колебание с одной и той же начальной амплитудой. [c.441] Число ударов, испытываемых в среднем за 1 сек. каждым атомом, пропорционально, очевидно, среднему числу атомов в 1 см , т. е. плотности газа. Следовательно, среднее время Ту между двумя последовательными ударами, испытываемыми данным атомом, обратно пропорционально плотности газа. Кроме того, оно, очевидно, убывает с ростом температуры, т. е. чем она выше, тем быстрее движутся атомы и тем чаще сталкиваются между собой. Среднее время между последовательными возбуждающими ударами, испытываемыми данным атомом, очевидно, больше ey и при данной температуре пропорционально Ху. То же можно сказать о среднем времени Xg между возбуждающим и следующим за ним гасящим ударом, испытываемым данным атомом. [c.441] Рассмотрим два характерных случая. [c.441] Так как Xg и Xg оба обратно пропорциональны объему, не зависит от объема источника и пропорционально числу атомов. [c.441] Среднее время модуляции х определяется тремя факторами высвечиванием отдельных атомов, соударениями и эффектом Допплера. Факторы эти характеризуются соответствуюш ими временами Тз и Хд. не зависит ни от плотности, ни от температуры обратно пропорционально плотности и зависит довольно сложным образом от температуры х, не зависит от плотности и обратно пропорционально квадратному корню из температуры. [c.443] Перейдем к вопросу, поставленному в начале п. 5. [c.445] Представим себе сначала на рис. 429 две точки Р , находящиеся на одинаковом расстоянии от источника. Они в любой момент времени нринадлежат к одному и тому же цугу. Амплитуда и фаза в них претерпевают скачки одновременно и принимают при этом одинаковые значения Поля в точках Р и Р представляют собой, таким образом, когерентные колебания, имеющие к тому же равные фазы и амплитуды. [c.445] Эти точки в любой момент времени принадлежат к различным цугам. Отношение амплитуд и разность фаз между колебаниями в Ру, меняются беспорядочно, причем разность фаз принимает одинаково часто за время, большое по сравнению с х, всевозможные значения эти колебания неко-еерентны. [c.446] При уменьшении — Гу колебания становятся все более близкими к когерентным (промежутки времени, когда разность фаз имеет значение, отличное от к г — г ), а отношение амплитуд — значение, отличное от г /гу, становятся короче). При увеличении г — гу колебания становятся все более близкими к некогерентным и превращаются в некогерентные колебания при Гз — Г1 = с . [c.446] Предположение, что фазы всех электронов меняются одновременно через равные промежутки времени, здесь не существенно. Если мы примем, что колебания отдельных атомов возникают и обрываются в различные мгновения (см. п. 1), мы тоже придем к выводу, что колебания когерентны при I Гз — г СХ и некогерентны при ] Гз — г сх, где х — среднее время между возникновением и обрывом колебания отдельного электрона. Однако закон перехода от когерентности к некогерентности сложнее, чем только что описанный. [c.446] Так как хаотическая модуляция неизбежна (вследствие флуктуаций) во всяком источнике синусоидальных колебаний, разбиение волны на некогерентные цуги имеет место, разумеется, не только в оптике. Так же обстоит дело с радиоволнами и акустическими волнами. Длина цуга является наряду с длиной волны важнейшей пространственной характеристикой волны, подобно тому как среднее время хаотической модуляции является наряду с периодом важнейшей ее временной характеристикой. [c.446] Вернуться к основной статье