Испускание спонтанное

Испускание спонтанное, контур линии 738 [c.923]

Данный процесс напоминает радиоактивный распад атомного ядра он имеет ярко выраженный случайный характер. Случаен момент испускания спонтанного фотона, случайно направление движения испущенного фотона. Отнесенную к единице времени вероятность рассматриваемого процесса представим, следуя Эйнштейну, в виде [c.69]

Подчеркнем, что оператор (10.3.5) отвечает за все процессы поглощения и испускания (спонтанного и вынужденного) фотонов электроном. [c.251]

Первое (ограниченное) определение утверждает, что полное испускание представляет собой сумму индуцированного излучения и спонтанного, тогда как полное поглощение является только индуцированным поглощением. Эта формулировка приводит [c.325]

Спонтанное и вынужденное испускание, поглощение. Если данный атом в произвольный момент времени t находился в возбужденном энергетическом состоянии Е , то через интервал времени dt этот атом может либо остаться в том же состоянии, либо самопроизвольно (спонтанно) перейти в нижнее основное состояние с энергией El (рис. 15.1). При этом возникает фотон с энергией hv — = 2 — 1- Испускание подобного рода — испускание света атомами при их самопроизвольном переходе с возбужденных уровней на более низкие энергетические уровни — называется спонтанным испусканием (излучением). Поскольку спонтанный переход происходит независимо от действия внеш- [c.339]

Достаточно одному атому хрома совершить спонтанный переход с метастабильного уровня на основной с испусканием фотона, как возникает лавина фотонов, вызванная индуцированным излучением атомов хрома, находящихся в метастабиль-ном состоянии. Если направление движения первичного фотона строго перпендикулярно плоскости зеркала на торце рубинового цилиндра, то первичные и вторич- [c.316]

Спонтанное испускание а-частицы ядром (а-распад) [c.99]

НИ было дальнейших воздействий, он тем не менее будет испытывать переход в одно из состояний (л), обладающее меньшей энергией Еп, и при этом будет испущен фотон с частотой <о = ( — Еп)/Н. Такой процесс называется самопроизвольным или спонтанным испусканием света, а соответствующие переходы атома — спонтанными переходами. [c.732]

Причины спонтанного испускания выясняются квантовой электродинамикой, а в теории Бора его наличие является фактом, принимаемым для объяснения и описания опытных данных. [c.732]

Пусть процессы возбуждения обеспечивают неизменную во времени заселенность возбужденных состояний. Это означает, что на смену атомам, испытавшим спонтанные переходы, приходят новые, и газ в целом создает излучение с некоторой постоянной средней мощностью. Для перехода между какими-нибудь определенными уровнями тип средняя мощность спонтанного испускания пропорциональна энергии соответствующего фотона [c.732]

Коэффициент Атп, имеющий размерность с" является характеристикой рассматриваемого перехода т -> л и называется первым коэффициентом Эйнштейна или коэффициентом Эйнштейна для спонтанного испускания. Величина [c.732]

Из соотношения (211.3) видно, что па отношению к мощности спонтанного испускания можно провести четкое разделение роли внешних условий, в которых находятся атомы, выражающихся в числе возбужденных атомов Мт, и роли внутренней структуры атома, определяющей величину коэффициента Атп- Можно ска- [c.732]

В большинстве опытов, обсуждавшихся выше в связи с экспериментальным обоснованием теории Бора, мы имели дело именно со спонтанным испусканием света. Таково положение и во многих современных источниках — электрических дугах, пламенах, газоразрядных лампах и т. п. ). Направим свет от источника в спектральный аппарат и измерим интенсивность спектральной линии, отвечающей переходу т -> п. Из геометрических условий опыта легко рассчитать ту часть общей мощности которая попадает [c.733]

Кроме спонтанного испускания и поглощения, Эйнштейн ввел представление еще об одном радиационном процессе, — индуцированном (или вынужденном, или стимулированном) испускании. Индуцированное испускание, в отличие от спонтанного, состоит в испускании фотона под действием внешнего электромагнитного поля атом, находящийся в энергетически более высоком состоянии ( т). переходит в состояние с меньшей энергией ( ), и излучается фотон с частотой Ытп = Вт — Еп)/Н. Энергия, излучаемая в результате вынужденных переходов, и их число в единице объема за единицу времени записываются аналогично (211.5) и (211.6) [c.734]

Для количественного описания контура линии спонтанного испускания следует составить выражение для мощности (м) испускаемой единицей объема при спонтанных переходах п т атомов и приходящейся на спектральный интервал со [c.738]

Если средняя частота линии значительно превосходит ее ширину, то в пределах последней множитель со можно считать практически постоянным. В этом случае, следовательно, линии поглощения, вынужденного и спонтанного испускания имеют подобные контуры. [c.738]

Точные количественные исследования показали, что степень пространственной когерентности yjj ( . 22) излучения гелий-неонового лазера (X = 632,8 нм) почти равна единице. Например, некогерентная часть потока 1—7,2 оказалась порядка 10 для тех точек поперечного сечения пучка, где интенсивность составляет всего 0,1% от максимальной интенсивности на оси, а для точек на оси —порядка 10 °. Согласно расчетам указанные значения некогерентной части излучения лазера можно объяснить спонтанным испусканием его активной среды. [c.794]

Помимо технических, существуют так называемые естественные причины уширения линий излучения квантовых генераторов, а именно броуновское движение зеркал и спонтанное испускание активной среды. Как показывают опыты и расчеты, спектральная ширина, определяемая естественными причинами, составляет 10 — 10 с , т. е. фантастически малую величину. [c.801]

Кратко обсудим нелинейные явления, приводящие к возникновению сверхкоротких импульсов в лазерах с поглощающим элементом внутри резонатора. Пусть создана инверсная заселенность уровней в активном элементе лазера и происходит усиление спонтанного излучения. Ввиду случайного характера актов спонтанного испускания амплитуда поля хаотически изменяется во времени и от точки к точке ) (рис. 40.20, а). Амплитуда поля имеет вид набора случайных по величине и случайно расположенных выбросов . На перво,VI этапе развития генерации, когда мощность излучения еще невелика, фильтр ослабляет все выбросы в равной мере. С течением времени все большее число атомов возбуждается, и энергия [c.814]

Основной опытный факт — увеличение доли рассеянного света на несколько порядков величины — получает объяснение, если принять во внимание общее положение квантовой теории излучения о существовании стимулированного аналога у любого радиационного процесса ). Комбинационное рассеяние, наблюдаемое при малых интенсивностях возбуждения, представляет собой спонтанное испускание фотона ( = — ) при исчезновении фотона Й возбуждающего света. Поток спонтанного комбинационного рассеяния, отнесенный к единице объема и суммированный по всем направлениям, пропорционален освещенности / вещества. [c.854]

Как -и в последнем случае, ВКР удобно характеризовать коэффициентом усиления as рассеянного света на единице длины. Рассуждая по аналогии со случаем вынужденного испускания, коэффициент усиления можно выразить через спектральную плотность спонтанного комбинационного рассеяния света. Несложные вычисления приводят к следующему выражению (см. упражнение 260) [c.855]

Полученная связь между коэффициентом усиления и спектральной плотностью спонтанного испускания является общей для всех радиационных процессов (в том числе и для комбинационного рассеяния), причем под т, п следует понимать состояния, начальное и конечное для рассматриваемого процесса. [c.912]

В настоящее время известно много процессов, происходящих самопроизвольно, спонтанно. Эти процессы называются радиоактивными, так как они протекают по законам радиоактивного распада. К числу радиоактивных процессов относятся а-распад, р-распад (включая 7(-зах ват), у-излучение, спонтанное деление тяжелых ядер, а также испускание запаздывающих нейтронов и протонов. [c.101]

Своеобразными источниками нейтронов являются некоторые трансурановые элементы, для которых велика вероятность спонтанного деления с испусканием нейтронов деления (см. 44, п. 5 и 49, п. 2). Ри и Ат используются также как источники а-частиц для приготовления нейтронных источников типа (Ро + Be). [c.286]

Рассматривая испускание и поглощение энергии атомами, Эйнштейн выделил три процесса спонтанное испускание, поглощение и вынужденное испускание. Все рассмотрение строится статистически, т. е. с использованием понятия вероятности. [c.142]

Если атом находится в возбужденном состоянии 2 и не испытывает внешних воздействий, то он может самопроизвольно (спонтанно) перейти в состояние 1, обладающее меньшей энергией, отдавая при этом избыток энергии 2— 1 в виде излучения (см. рис. 24.6). Такой процесс называется спонтанным испусканием света. Характеристикой этого процесса является вероятность Ап спонтанного перехода 2—в единицу времени. Величина А21 называется также коэффициентом Эйнштейна для спонтанного перехода. [c.142]

ВОЙ области переходы с вынужденным испусканием играют малую роль, а все испускание происходит главным образом за счет спонтанных переходов. В длинноволновой же области, наоборот, основную роль играют вынужденные переходы, а роль спонтанных переходов ничтожно мала. [c.146]

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]

Время Хе носит название естественного времени жизни возбужденного состояния, или просто длительности возбужденного состояния. Слово естественный озр. ача-ет, что уменьшение числа возбужденных частиц связано с естественной причиной — неизбежным существованием спонтанных переходов с испусканием света. [c.260]

Очевидно, самопроизвольное испускание спонтаннее излучение), а следовательно, и коэффициент излучения v не зависят от наличия излучения в веществе. Однако помг-мо спонтанного излучения присутствует еще нбг/цмрованнсе излучение в результате реакций 3, 8, 12 (табл. 4.2.1). Наг-дем спектральную плотность энергетической яркости для состояния термодинамического равновесия. Для этого воспользуемся трактовкой индуцированного излучения поЭйг -штейну. [c.149]

Рассмотрим вероятности Wq, Wi и W , которые описывают соответственно вероятность найти атом невозбужденным, возбужденным и снова невозбужденным после испускания спонтанно фотона к. Момент регистрации фотоприемником первого фотона пары, например фотона 2 на рис. 1.1, следует, очевидно, принять за нуль. В этот момент атом находится в основном состоянии и поэтому Wo = 1. а остальные вероятности равны нулю. Поскольку атом облучается светом, то его основное состояние не будет стационарным и поэтому Wq начнет уменьшаться, aWinWk — увеличиваться. Вероятность того, что к моменту времени to ФЭУ зарегистрирует фотон 3 равна сумме всех вероятностей Wi [c.24]

В переменном поле электрон, вырванный из атома, колеблется с частотой поля. Если поле линейно поляризовано, то совершив половину полного колебания, электрон возвращается к атомному остову. Соударение электрона, ускоренного внешним полем, с атомным остовом, может привести к поглощению этого электрона атомом с испусканием спонтанного фотона (это — хорошо известное рекомбинационное излучение). Такой процесс, в результате которого электрон в конечном состоянии остается в связанном состоянии, в принципе может реализоваться и в атомном, и в сверхатомном поле излучения. [c.21]

Первое, на что надо обратить внимание, это на тесную взаимосвязь та ких феноменологически различных процессов, как образование фотоэлек тронов при надпороговой ионизации, отклонения от каскадной ионизации атомарных ионов в туннельном режиме (разд. 9.3) и генерация высоких оптических гармоник (гл. XI). Эта взаимосвязь обусловлена тем, что в основе всех этих процессов лежит эффект перерассеяния электрона, вырванного из атома, на атомном (ионном) остове. Результатом процесса перерассеяния может быть упругое или неупругое рассеяние электрона (при надпороговой ионизации) или рекомбинация электрона в исходное атомное состояние с испусканием спонтанного фотона большой частоты (генерация высоких гармоник). [c.195]

Полуклассическая теория, в которой поведение атомов описывается некоторыми квантовомеханическими средними, а световое поле рассматривается как классическая величина, приводит к одному странному выводу. В то время как выше критического значения мощности накачки, в результате которой атомы непрерывно возбуждаются, лазерное излучение возникает в виде полностью когерентной волны, ниже этой критической мощности вообще не должно быть испускания света. Но адекватная теория лазера должна включать в себя описание излучения и обычных излучателей как частный случай и должна быть в состоянии объяснить различие между светом обычного теплового источника и лазерным излучением. Известно, что излучение обычных ламп обусловлено спонтанным испусканием. Спонтанное излучение — типичный квантовый процесс. Очевидно, что полуклассическая теория не в состоянии описать такой процесс. В связи с этим становится необходимым развить полностью квантовомеханическую теорию лазера. Созданная ранее квантовая теория, в частности разработанная Вайскопфом и Вигнером, могла подробно описать спонтанное излучение отдельного атома, но была непригодна для описания работы лазера. [c.29]

Рялиоактивностыо няяывяе.тся способность некоторых атомных ядер "самопроизвольно (спонтанно) распадаться с испусканием а-, Р-, i -лучей, а иногда и других частиц (нейтронов, протопоп). При этом исходное ядро превращается в ядро изотопа другого элемента. [c.200]

Существование спонтанного деления атомных ядер урана предсказанного теорией, было открыто экспериментально в 1940 г. советскими физиками Г. Н. Флеровым и К- А. Петржаком. Первоначальная оценка периода полураспада при спонтанном делении приводила к значениям п К) - — 10 лет, в то время как период полураспада с испусканием а-частиц составляет только 4,5-10" лет. [c.294]

Следует помнить, что помимо когерентного испускания, обсуждавшегося выше и связанного с вынужденными переходами, атомы среды совершают и спонтанные переходы, в результате которых испускаются волны, некогерентные между собой, равно как и с внешним полем. Таким образом, излучение активной среды всегда представляет собой смесь когерентной и некогерентной частей, соотношение между которыми зависит, в частности, от интенсивности внешнего поля. Последнее вполне ясно, так как атомы, принявшие участие в процессе вынужденного испускания, лишились энергии возбуждения, и, следовательно, не могут излучать спонтанно. Более детальный анализ показывает, что под влиянием вынужденных переходов изменяется не только полная интенсивность цекогерентного спонтанного излучения, но и его спектральный состав. [c.776]

В рамках квантовых представлений параметрическое усиление есть стимулированный аналог параметрической люминесценции — присутствие волн 1, 2 увеличивает вероятность распада фотона йсод в тем большей степени, чем больше интенсивность этих волн. Другими словами, параметрическое усиление и параметрическая люминесценция находятся в такой же связи, как вынужденное и спонтанное испускание фотона возбужденными квантовыми системами. Следует подчеркнуть, что существованйе спонтанного аналога у вынужденного радиационного процесса отнюдь не специфично для рассмотренных выше процессов, но представляет собой общий тезис квантовой теории излучения. [c.852]

Стимулированный аналог спонтанного комбинационного рассеяния, называемый вынужденным комбинационным рассеянием (или, сокращенно, ВКР), также заключается в исчезновении фотона Лео и испускании фотона ЙЫ5, но вероятность этого процесса пропорциональна плотности потока и возбуждающего (/) и рассеянного излучения. Благодаря этому процессу, рассеянное излучение с частотой 0)5 усиливается в рассеивающей среде по экспоненциальному закону, подобно усилению света в среде с инверсной заселенностью уровней в результате эйнщтейновского вынужденного испускания (см. 223). [c.855]

В этой главе будут рассмотрены а-распад, 3-распад и у-излу-чение естественно-радиоактивных ядер. а-Распад,, р-ра пад и Y-излучение иокусственно полученных радиоактивных изотопов, спонтанное деление тяжелых ядер и испускание запаздывающих нейтронов будут рассмотрены в части второй. [c.101]

Эйнштейний и фермий отличаются еще меньшими периодами полураспада относительно процессов спонтанного деления и испускания а-частиц. Самый долгоживущий изотоп эйнштейния — ggEs —имеет период а-распада около 300 дней, а самый долгоживущий изотоп фермия — юоРт з — только 4,5 дня. Любопытно, что у изотопа фермия юоРт очень небольшой период полураспада относительно спонтанного деления (Т" /,)оп 3 ч. [c.421]

Кроме спонтанного испускания и поглощения Эйнштейн ввел представление о вынужденном (индуцированном или стимулированном) испускании. Под действием внешнего электромагнитного поля атомы, находящиеся в возбужденном состоянии (например, на уровне 2), могут согласно Эйнштейну либо поглощать энергию, переходя на более высокий уровень, либо, наоборот, отдавать энергию к = Ё2— ь возвращаясь на более низкий уровень энергии. Такие переходы являются вынужденными и обусловливают вынужденное испускание. Вероятность этих переходов в единицу времени есть 2lWv Величина Б21 называется коэффициентом Эйнштейна для вынужденного испускания. Если внешнее поле отсутствует (и = 0), то вынужденные переходы не происходят. Таким образом, внешнее электромагнитное поле вызывает переходы, сопровождающиеся как поглощением, так и испусканием энергии. Следует отметить, что существование вынужденного испускания не противоречит и классической теории. Согласно законам электродинамики электромагнитная волна, падающая на колеблющийся диполь, в зависимости от соотношения фаз их колебаний может усиливать или тормозить колебания диполя. Иными словами, излучение, падающее на атом, может заставлять последний не только поглощать, но и испускать соответствующие кванты энергии. [c.143]

С физической точки зрения переход от формулы Планка к формуле Вина означает, что в условиях равновесия в качестве переходов с испусканием учитываются только спонтанные переходы, характеризуемые коэффициентами Атп- Действительно, полагая в формуле (24.22) Вг1=0 и принимая во внимание (24.25), приходим к формуле (24.26). Таким образом, в коротковолно- [c.145]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...