Спонтанное время жизни

Единица измерения феноменологически введенной константы — скорости спонтанных переходов - есть секунда в минус первой степени. Используется и обратная величина, имеющая смысл времени жизни уровня 2 по отношению к спонтанным переходам, — спонтанное время жизни [c.13]

Быстрое уменьшение периодов спонтанного деления с ростом заряда трансурановых элементов сильно затрудняет дальнейшее продвижение в сторону Z > 104. Так, например, из систематики а-распада и спонтанного деления следует, что время жизни элементов с Z = 105- -108 должно быть порядка 10- ч-10 сек. Поэтому для обнаружения таких элементов требуется дальнейшее усовершенствование физических методов их выделения и идентификации. [c.427]

Спонтанная люминесценция (рис. 34.1,6) отличается от резонансной флуоресценции тем, что после поглощения фотона молекула очень быстро (за время около с) безызлучательно переходит на уровень 3, с которого происходит излучение. Этот вид люминесценции характерен для сложных молекул в парах и растворах. Вынужденная люминесценция (рис. 34.1, в) характеризуется тем, что после поглощения кванта света молекула обычно безызлучательно попадает в состояние 4, которое имеет большее время жизни, чем время жизни возбужденного состояния 3. В результате внешнего воздействия она может попасть в состояние 3 и затем перейти в основное состояние 1 с испусканием фотона частоты vзl. В частности, если безызлучательный переход с уровня 4 на уровень 3 произошел за счет теплового движения молекул, то такая флуоресценция называется замедленной. [c.248]

Добавление в газоразрядную трубку гелия изменяет ситуацию. Атомы гелия обладают двумя метастабиль-иыми состояниями 2 и 3. Спонтанный переход с излучением с этих уровней на основной уровень о маловероятен, поэтому время жизни атома на уровнях 2 и 3 очень велико. В результате электронного возбуждения на этих метастабильных уровнях накапливается [c.289]

Ранее было оценено время жизни электрона в возбужденном состоянии по отношению к дипольному спонтанному испусканию. Исходя из (11.3.19) и (11.3,20) можно получить оценку для времен жизни по отношению к магнит-но-дипольному спонтанному испусканию т 10 с по отношению к квадрупольному спонтанному испусканию т к10 2 с. В связи с этим магнитно-дипольные и квадру-польные переходы могут быть названы медленными переходами. Если дипольные переходы с некоторого уровня запрещены, то такой уровень является долгоживущим его называют метастабильным. [c.274]

Естественное уширение линий. Спонтанное излучение, ограничивающее время жизни возбужденного состояния изолированного атома, определяет естественное уширение спектральных линий. [c.261]

Время жизни атомов на уровнях 2л и Зл определяется в основном вероятностями переходов с этих уровней на уровни 2р и Зр. Спонтанные переходы в основное состояние не могут заметно уменьшить населенность л-уровней вследствие полного пленения резонансного излучения, которое имеет место при давлениях Ме больше 13 Па. Этим условием и определяется нижний предел давления Ме в смеси. [c.304]

Для действия лазера необходимо не только эффективное заселение верхнего уровня рабочего перехода, но и быстрое опустошение нижнего уровня. В Не—Не-лазере нижние уровни 2р и Зр опустошаются в основном вследствие спонтанных переходов на уровни 1л. Вероятность этих переходов достаточно велика. Так, время жизни уровня 2р и большинства других уровней 2р составляет всего 2-10 с. Однако эффективному опустошению р-уров-ней может препятствовать значительная населенность уровней 1л. Два из них являются метастабильными, но и остальные опустошаются очень медленно вследствие пленения резонансного излучения. Поглощение излучения, испускаемого при спонтанных переходах с уровней 2р и Зр, атомами, находящимися на уровнях 1л, приводит к дополнительному заселению уровней 2р и Зр. Еще большую роль в заселении этих уровней играет электронное возбуждение с уровней 1л, эффективное сечение которого очень велико. Вследствие этого необходимым условием создания инверсной населенности является не слишком высокая концентрация атомов на уровнях 1л. Опустошение этих уровней происходит в основном при столкновениях со стенками разрядной трубки, к которым диффундируют возбужденные атомы. Процесс диффузии протекает тем быстрее, чем меньше диаметр трубки. Именно этим объясняется экспериментально установленная зависимость ненасыщенного коэффициента усиления от диаметра разрядной трубки [c.304]

В табл. 40.4 приведены значения периодов спонтанного деления из изомерного состояния во второй яме для ядер от и до Вк. В сравнении со спонтанным делением из основного состояния в первой яме спонтанное деление из изомерного состояния имеет гораздо меньшие времена жизни, что связано со значительно меньшими значениями величин и ширин внешнего барьера Вв. [c.1089]

Выражая вероятность спонтанного перехода через соответствующие времена жизни и полагая, что > Тд, из (32) можно определить также и относительную инверсию [c.22]

Действительно, капельная модель предсказывает исключительно малое время жизни для ядер Z 104 ( 10 10 с), в то время как известны уже 30 нуклидов с Z от 104 до 112. Их периоды спонтанного деления столь велики (>10" с), что они преим. испытывают [c.158]

Для строго стационарного состояния системы Т1=со и Д 4 = 0. Время жизни Тц, а следовательно, и Ш.у. обусловлены возможностью квантовых переходов системы в состояния с др. энергиями. Для свободной системы (напр., для изолир. атома) спонтанные излучат, переходы с уровня на нижележащие уровни определя- [c.462]

В атоме Ne р-состояния имеют более короткое время жизни относительно спонтанных переходов на уровень Is, чем s-состояние. Поэтому между s- и р-состояниями может существовать инверсная заселенность, приводящая к возникновению генерации с длинами волн 0,63 1,15 и 3,39 мкм. [c.158]

Чем меньше вероятность спонтанного перехода с одного уровня на другой, т. е. чем больше время жизни по отношению к данному переходу, тем уже интервал значений АЕ и тем меньше размыт данный уровень (рис. 1.2), а следовательно, соответствующая спектральная линия тоже будет уже. [c.10]

В твердотельных лазерах в качестве активной среды часто применяются люминесцентные материалы, у которых спонтанные переходы преобладают над безызлучательными. Если время жизни Tji уровня 2 достаточно велико, то в этом возбужденном состоянии может одновременно оказаться значительное число атомов. При [c.128]

Большинство потерь возрастает с увеличением давления, в связи с чем кажущееся время жизни уменьшается. Если же время жизни не зависит от давления, то это говорит о том, что регистрируется истинное время жизни спонтанного излучения. [c.280]

По интегральному показателю поглощения длине пути d н предполагаемому или измеренному значению а, пользуясь кривой, представленной на фиг. 5.12, можно найти значение Л(сх, rf), а по обратной величине A a,d) можно вычислить время жизни метастабильных уровней по отношению к спонтанному излучению. [c.285]

Хотя методы квантовой электродинамики выходят за рамки данной книги, имеет смысл перечислить те результаты, к которым эти методы приводят, и сравнить их с результатами, полученными полуклассическим методом. Среди наиболее существенных из них можно выделить следующие [5, 6] 1) в отличие от полуклассического случая временная зависимость а2 для любых начальных условий теперь достаточно хорошо описывается экспоненциальным законом (приближение Вигнера — Вайскопфа) это означает, что соотношение (2.100) теперь справедливо в любом случае, независимо от значения а2(0)Р 2) спонтанное время жизни также дается выражением (2.97), Согласно этим утверждениям атом на верхнем уровне не находится в состоянии неустойчивого равновесия. Мы приходим к выводу, что для явления спонтанного излучения полуклассиче-ский и квантовоэлектродинамический подходы предсказывают [c.60]

Активный матернал присутствует в относительно низкой концентрации, поэтому структура энергетических уровней электронов в свободном атоме до некоторой степени сохраняется, одиако сами по себе энергетические уровни сильно изменяются вследствие наличия материала основы. Именно это происходит в стекле, где концентрация N(1 + выше и где существуют некоторые колебания в составе материала основы, окружающего различные ионы неодима. Это вызывает асимметричное уширение энергетических уровней. На рис. 16.6 дано схематическое изображение уровней N(1 в АИГ. Метастабильный уровень (спонтанное время жизни 200. .. 500 мкс) является верхним уровнем лазерного перехода. Нижний лазерный уровень — это состояние Он имеет короткое радиационное время жнзни и находится значительно выше основного состояния, так что не может быть заселен электронами за счет тепловой энергии. Верхний энергетический уровень может быть быстро заселен путем снятия возбуждения с более высоких Р, О н Н уровне .. Таким образом, неодим образует четырехуровневую лазерную систему. Инверсия населенности может быть легко достигнута накачкой излучением в диапазоне длин волн 500. .. 800 нм. Это излучение поглощается при возбуждении системы с основного уровня на более высокие уровни, показанные на рисунке. [c.406]

Соотношение энергия — время жизни при а-распаде. Атомные ядра с массовым числом А > 208 испытывают спонтанные ядерные превращения и испускают а-частицу. Вокруг ядра для а-частицы существует потенциальный барьер определенной формы, например представленной на рисунке 30. Если принять, что внутри ядра находится а-частйца в виде готового образования, обладающего энергией S, а выход ее из ядра сводится к туннельному прохождению через потенциальный барьер, то вероятность W проникновения а-частицы сквозь потенциальный барьер составляет [c.89]

На рис. 8.1, д показана схема переходов в случае мета-стабильной люминесценции-, ее называют также стимулированной люминесценцией. Прежде чем перейти на уровень высвечивания 2, центр люминесценции оказывается на промежуточном уровне 4. Этот уровень метастабнлгн — время жизни на нем весьма велико (в атомных масштабах) например, оно может быть порядка 10 — 1 с. Для перехода с уровня 4 па уровень 2 центр люминесценции должен получить дополнительную энергию. Это может быть энергия теплового движения или инфракрасного излучения от дополнительного источника света. Она обеспечивает переход центра на уровень 2, с которого тот переходит на уровень 1, высвечивая фотон. Таким образом, люминесценция оказывается в данном случае как бы стимулированной сообщением центру дополнительной энергии отсюда и термин стимулированная люминесценция . Надо заметить, что этот термин не очень удачен, поскольку стимулированный означает вынужденный , в то же время переход 2- 1 является, как всегда при люминесценции, спонтанным. [c.188]

Время жизни X — средняя продолжительность существования возбужденных состояний молекул, атомов, ядер, заканчивающаяся спонтанным (самопроиз- [c.238]

Кроме деления ядер под действием указанных механизмов возбуждения возможен процесс деления ядер без каких-либо видимых внешних воздействий на ядро. Такой процесс называют спонтанным делением ядер. Принято считать, что в невозбужденных ядрах (представляемых как маленькие капли) имеют место колебания с периодом 10 "—10 с и амплитудой 0,1—0,2 радиуса ядра. Наличие барьера деления сдерживает самопроизвольный развал ядра, однако после огромного числа колебаний барьер может оказаться случайно пройденным посредством туннельного перехода. Времена жизни ядер по отношению к спонтанному делению изменяются от 10 лет для изотопов урана и тория до миллисекунд для ядер с зарядом Z=104-Hl07. [c.1087]

РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ВОЛИЫ — волны концентрации носителей заряда в холодной биполярной плазме полупроводников во внеш. электрич. поле (см. Плазма твёрдых тел). Возникают спонтанно, когда электрич, поле превосходит нек-рое пороговое значение.. Р. в, проявляются как колебания тока в образце, к,к-рому приложено пост, напряжение. Условием существования Р. в. в полупроводнике является наличие как электронов, так и дырок, концентрации к-рых не должны сильно отличаться. Др, условие состоит в том, чтобы времена жизни т носителей были различными. Оба условия выполняются только при наличии глубоких примесных центров рекомбинации, уровни энергли к-рых располагают в ср. части запрещённой зоны полупроводника. Эти условия иллюстрируются диаграммой (рис.). [c.320]

Среднее время жизни частицы в возбужденном состоянии при наличии только спонтанных переходов связано с вероятностью этого перехода в единицу времени А21, называемой коэффициентом Эйнигтейна для спон-танных переходов, соотношением------------ [c.14]

Время жизни верхнего лазерного уровня СО2 относительно спонтанных переходов составляет 0,2 с (А2 = 5,1 с ). Поэтому более интенсивно верхние и нижние лазерные уровни расселяются (релаксируют) в результате безызлучательных переходов при столкновениях возбужденной молекулы с невозбужденными компонентами лазерной среды по схеме (1.13). Время релак-сации этих уровней можно оценить с помощью приве- [c.118]

Видно, что спонтанное излучательное время жизни достаточно просто связано с интегральным сечением перехода. Соотношение (2.117) особенно полезно, когда трудно измерить Тспонт, что имеет место для переходов с очень низким квантовым выходом [c.66]

Квантовый выход перехода 5i- -5o (см. рис. 6.29) в красителе родамин 6G равен 0,87, а соответствующее время жизни 5 не. Вычислите спонтанное Тслонт и безызлучательное Тбезызл времена жизни уровня [c.104]

Прежде чем завершить это общее рассмотрение модуляции добротности, уместно сделать два заключительных комментария. 1) Из вышеприведенного обсуждения ясно, что для осуществления модуляции добротности необходимо иметь достаточно большое время жизни верхнего лазерного состояния, чтобы инверсия населенностей могла достичь больших значений. Обычно время жизни должно быть порядка долей миллисекунды, что реализуется для переходов, запрещенных в электродиполь-ном приближении. Это имеет место для большинства кристаллических твердотельных лазеров (например, на кристаллах Nd YAG, рубина, александрита) и в некоторых газовых (в СОг- и йодном лазерах). Однако в лазерах на красителе и в некоторых газовых лазерах, имеющих важное значение (например, в Не—Ne-или аргоновом лазерах), лазерный переход является электроди-польно разрешенным и время жизни изменяется от нескольких наносекунд до десятков наносекунд. В этом случае метод модуляции добротности неэффективен, поскольку для накопления достаточно большой инверсии не хватает времени. Кроме того, если время жизни т сравнимо со временем tp, необходимым для достижения световым импульсом пикового значения, то значительная доля накопленной к моменту времени t = Q инверсии при > О будет потеряна на спонтанное излучение, а не давать вклад в вынужденное излучение. 2) Представленная на рис. 5.26 временная зависимость модуляции добротности предполагает, что затвор открывается мгновенно, как показано на этом рисунке, или по крайней мере очень быстро по сравнению с временем развития импульса tp (быстрое переключение). В случае медленного переключения могут возникать многократные импульсы (рис. 5.27). Каждый импульс образуется в тот момент времени, когда мгновенное значение усиления g[t) равно мгновенному значению потерь y t). После каждого импульса усиле- [c.286]

В то же время из выражения (2,116) находим, что (при Av = 0) 1/стт(0)Avq. На частотах УФ- и ВУФ-диапазонов при умеренных давлениях можно считать, что ширина линии Avo определяется доплеровским уширением. Следовательно [см, (2,78)], Avo Vo, поэтому dPno /dV увеличивается как (если положить Vp л Vo). При более высоких частотах, соответствующих рентгеновскому диапазону, ширина линии определяется естественным уширением, так как излучательное время жизни становится очень коротким (порядка фемтосекунд). В этом случае Avo Vq и dP JdV увеличивается как v . Таким образом, если мы, к примеру, перейдем из зеленой области (Х = 500 нм) всего лишь в мягкий рентген (X л 10 нм), то длина волны уменьшится в 50 раз, а dP op dV увеличится на несколько порядков С практической точки зрения заметим, что многослойные диэлектрические зеркала в рентгеновской области обладают большими потерями и трудны в изготовлении. Основная проблема состоит в том, что в этом диапазоне разница в показателях преломления различных материалов оказывается очень малой. Поэтому для получения приемлемых коэффициентов отражения необходимо использовать большое число (сотни) диэлектрических слоев, а рассеяние света на столь большом числе поверхностей раздела приводит к очень большим потерям. Поэтому до сих пор рентгеновские лазеры работают без зеркал в режиме УСИ (усиленное спонтанное излучение), [c.434]

Лазеры на красителях с синхронной накачкой. Сущность метода синхронной накачки заключается в модуляции коэффициента усиления активной среды с помощью оптической накачки импульсами, частота следования которых равна или кратна частоте обхода резонатора генерируемым импульсом. Выходное излучение синхронно-накачивае-мого лазера представляет собой непрерывный или ограниченный цуг импульсов, следующих синхронно с импульсами накачки. Для осуществления нестационарной модуляции усиления в активной среде импульсы накачки должны иметь длительность t , существенно меньшую, чем время жизни населенности рабочего уровня Ti, и энергию, превышающую пороговую для самовозбуждения лазера. Режим синхронной накачки эффективен в тех случаях, когда период следования импульсов накачки Ти превышает время жизни рабочего уровня, T Ti. В этой ситуации происходит быстрое формирование импульсов генерации из шумовых затравок спонтанной люминесценции. [c.248]

Началом генерации является спонтанное излучение ионов с ме-тастабильного уровня, которое усиливается, проходя активную среду, и затем с помощью зеркал вновь в нее возвращается, снова усиливается и т. д. Если усиление света превосходит его суммарное ослабление за счет поглощения в среде и потерь на частичное пропускание выходного зеркала, то возникает генерация и лазер начинает излучать наружу свет. Очевидно, что мощность излучаемого света тем выше, чем выше мощность света накачки и чем меньше потери света внутри резонатора. Существует так называемая пороговая мощность накачки, при которой усиление света сравнивается с суммарными потерями, и при малейшем увеличении этой мощности может возникнуть генерация. Необходимо напомнить, что для того, чтобы усиление света всегда превосходило потери, нижний рабочий уровень 2 должен быстро опустошаться, т. е. его время жизни должно быть гораздо меньше, чем время жизни ме-тастабильного уровня. В противном случае начнется накопление ионов неодима на уровне 2 и возрастет поглощение света с этого уровня наверх. Кроме того, время жизни ионов на уровнях накачки также должно быть малым. В противном случае ионы начнут накапливаться на уровнях накачки и инверсия населенности среды (а значит, и коэффициент усиления света) —начнет падать. [c.7]

Выше мы предполагали, что все атомные системы ансамбля обладают одинаковыми параметрами в частности, всем системам приписывалась одна и та же частота перехода СО21 и одна и та же функция формы линии (со — (021) с одной и той же полушириной Afi). В соответствии с этим все атомы обладали одинаковой вероятностью поглощения или испускания излучения любой частоты м. Можно назвать процессы, ограничивающие время жизни. К ним относятся спонтанное излучение, дезактивирующие соударения, а также быстрые (по сравнению с временем жизни) статистические флуктуации расстояния между уровнями, которые могут создаваться, например, моду- [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...