Фотоэффект многофотонный

Многофотонные процессы играют в этих опытах большую роль, что, возможно, предвидел еще Эйнштейн при формулировке закона фотоэффекта в 1905 г., указав, что передача одному электрону всей энергии одного кванта является простейшим случаем обмена энергии между этими частицами. [c.450]

Мгновенная мощность излучения в режиме генерации сверхкоротких импульсов примерно в Г/АТ раз больше средней мощности и может достигать значений 10 —10 Вт. Поэтому сверхкороткие импульсы нашли широкое поле применения при исследовании самых разнообразных явлений — многофотонной ионизации атомов и молекул, вынужденного рассеяния, мгновенного нагрева вещества до очень высоких температур и т. п. Рекордно короткая длительность импульса позволила использовать сверхкороткие импульсы для изучения очень быстрых процессов, например, распада возбужденных состояний молекул, происходящего за время 10 —10 с, времени существования эффекта Керра ( 152), инерционности нелинейного фотоэффекта (см. 179) и т. д. [c.815]

Многофотонный внешний фотоэффект применяется для исследования зонной структуры металлов и диэлектриков, свойств их поверхностей. Вероятность многофотонного фотоэффекта зависит от степени когерентности излучения. Это позволяет применять данный эффект для изучения когерентных свойств оптического излучения. [c.230]

Явление затемнения среды. Это нелинейно-оптическое явление, предполагающее обратимое затемнение первоначально прозрачной среды при облучении ее интенсивным светом, представляет собой не что иное, как многофотонный внутренний фотоэффект. Рассмотрим это явление в приложении к практически важной задаче — растягиванию во времени лазерного импульса. Существуют способы, позволяющие получать лазерные импульсы длительностью, например, 10 с ( гигантские импульсы ). Однако для некоторых задач нужны более длительные импульсы — длительностью 10 —10 с. В подобных случаях можно использовать лазер, генерирующий гигантские импульсы , но при этом принять меры для растягивания таких импульсов во времени (надо реализовать отрицательную обратную связь). [c.230]

Отрицательную обратную связь можно реализовать, в частности, используя многофотонный внутренний фотоэффект -- двухфотонное поглощение света в полупроводнике. Внутрь резонатора лазера помещают пластинку полупроводника, у которого ширина запрещенной зоны удовлетворяет условию [c.231]

Процесс М. и. в твёрдых телах наз. многофотонным фотоэффектом. [c.165]

М. п. составляют физ. основу широкого круга разнообразных эффектов, проявляющихся в изменении характеристик эл.-магн. излучения, а также свойств и состояния вещества. К ним относятся многофотонное поглощение и испускание, многофотонная ионизация атомов и молекул, многофотонный фотоэффект, широкий класс процессов рассеяния света и т. п. Каждый фотон, возникающий при М. п., может испускаться либо спонтанно, либо под действием внеш. излучения. В соответствии с этим М. п. делятся на спонтанные и вынужденные (индуцированные), такие, как спонтанное и вынужденное рассеяние света, спонтанное и вынужденное многофотонное излучение (см. также Комбинационное рассеяние света, Мандельштама — Бриллюэна рассеяние). [c.167]

Наиб, часто термин М. ф. употребляется по отношению к многофотонному внеш. фотоэффекту — много-фотонной ионизации атомов и молекул в газах и многофотонной эмиссии электронов из конденсиров. сред. В этом случае энергия т поглощаемых фотонов (тЬы) затрачивается на преодоление энергии связи электрона в атоме или работы выхода электрона из вещества в вакуум или др. вещество. [c.168]

ОП происходит в результате развития лавины электронной. Первые (затравочные) электроны вырываются из атомов, молекул, возможно, мельчайших пылинок путём многофотонного фотоэффекта при одноврем. поглощении неск. лазерных квантов Й . Нескольких — потому, что потенциалы ионизации атомов значительно больше Й . В поле световой волны электрон приобретает энергию, ионизует атом вместо одного энергичного [c.448]

К нелинейным эффектам поглощения примыкает и многофотонный фотоэффект. В экспериментах с фокусируемыми лазерными пучками достигаются столь высокие плотности световой энергии, что становятся доступными наблюдению процессы, в которых атом одновременно поглощает до 7—8 фотонов. В результате может произойти фотоионизация атома светом малой частоты, т. е. в интенсивных световых пучках исчезает красная граница фотоэффекта на отдельном атоме. Интересно, что Эйнштейн в работе 1905 г., содержащей вывод основного уравнения фотоэффекта, не исключал принципиальной возможности процессов с участием более чем одного фотона. [c.480]

В чем состоят основные отличия закономерностей многофотонного поглощения и многофотонного фотоэффекта от законов соответствующих однофотонных явлений [c.480]

Хорошо описывая распространение света в матер, средах, волн. О. не смогла удовлетворительно объяснить процессы его испускания и поглощения. Исследование этих процессов фотоэффекта, фотохим. превращений молекул, спектров оптических и пр.) и общие термодинамич. соображения о вз-ствии эл.-магн. поля с в-вом привели к выводу, что элем, система атом, молекула) может испускать или поглощать энергию лишь дискр. порциями (квантами), пропорциональными частоте излучения V. Поэтому световому эл.-магн. полю необходимо сопоставить поток квантов света — фотонов. В простейшем случае энергия, теряемая или приобретаемая изолированной квант, системой в элем, акте вз-ствия с оптич. излучением, равна энергии фотона, а в более сложном — сумме или разности энергий неск. фотонов (см. Многофотонные процессы). Явления, в к-рых при вз-ствии света и в-ва проявляются квант, св-ва элем, систем, изучаются в квантовой оптике методами, развитыми в квантовой механике и квантовой электродинамике. [c.490]

Если в качестве источника света пользоваться мощными лазерными источниками, то возникает многофотонное поглощение , а следовательно многофотонный фотоэффект. Под действием светового поля напряженностью 10 В/см удалось надежно регистрировать шести- и семифотонную ионизацию инертных газов. [c.345]

Многофотонный фотоэффект приводит к исчезновению красной границы фотоэффекта, определяемой формулой (15.20а), и ее смещению в длинноволновую часть шкалы электромагнитных волн. Это вполне понятно, так как при многофотонном, например -фотонном, фотоэффекте в левой части выражения (15.19) будет присутствовать энергия не одного, а п квантов. В частности, если энергии всех поглощенных квантов равны, то для п-фотонного фотоэффекта условие (15.20) будет иметь вид = А, где /г ш 1 — энергия одного фотона. Тогда v,j n = Alhit = h uH/hn, т. е. красная граница , выраженная в частотах, в этом случае станет в п раз меньше по сравнению с однофотонным фотоэффектом. [c.345]

Законы фотоэффекта, изложенные в данном и предыдущем параграфах, были установлены для сравнительно кебольщих интенсивностей света. Интерпретация фотоэффекта, основанная на квантовых представлениях, связывает освобождение электрона с передачей ему энергии одного фотона падающего света. Выше мы убедились в том, что в случае мощного света оптический электрон атомов и молекул может приобрести энергию нескольких фотонов (многофотонные поглощение и ионизация, см. 157). Аналогичное явление было обнаружено и по отношению к свободным электронам металлов (Фаркаш с сотр., 1967 г.). [c.646]

Оптические квантовые генераторы оказали и, несомненно, будут оказывать в дальнейшем значительное влияние на развитие оптики. Изучение свойств самих лазеров существенно обогатили наши сведения о дифракционных и интерференционных явлениях (см. 228—230). Распространение мощного излучения, испущенного оптическим квантовым генератором, сопровождается так называемыми нелинейными явлениями. Некоторые из них — вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, вынужденное рассеяние крыла линии Рэлея и вынужденное температурное рассеяние — описаны в главе XXIX выше упоминались также многофотонное поглощение и многофотонная ионизация (см. 157), зависимость коэффициента поглощения от интенсивности света (см. 157), нелинейный или многофотонный фотоэффект (см. 179), многофотонное возбуждение и диссоциация молекул (см. 189), эффект Керра, обусловленный электрическим полем света (см. 152) сведения о других будут изложены в 224 и в гл. ХК1. Совокупность нелинейных явлений составляет содержание нелинейной оптики и нелинейной спектроскопии, которые сформировались в 60-е годы и продолжают быстро развиваться. [c.770]

Напомним, что причину нелинейных явлений Вавилов усматривал в изменении числа молекул или атомов, способных погло-ш,ать свет, т. е. изменений, обусловленных переходом атомов и молекул в возбужденное состояние и конечной длительностью пребывания в этих состояниях. Помимо указанной, к нелинейным явлениям приводит и ряд других причин часть из них будет рас-с.мотрена ниже. В соответствии с этим и совокупность нелинейных явлений, обнаруженных при исследовании распространения лазерного излучения, оказалась еще более многообразной. Некоторые из них — вынужденное рассеяние Ман,дельштама — Бриллюэна, многофотонное поглощение и ионизация (см. 157), нелинейный фотоэффект ( 179) — описаны выше. В данной главе рассмотрены явления, сводящиеся, в общих чертах, к изменению направления распространения и спектрального состава излучения. [c.820]

Относящиеся к квантовой оптике вопросы (фотонные представления явления, в которых проявляются корпускулярные свойства излучения) освещаются в той или иной степенью полноты во всех современных учебных пособиях по физике. В вузовских курсах физики рассматриваются закономерности теплового излучения (от закона Кирхгофа до формулы Планка), сообщаются сведения о фотоэффекте, эффекте Комптона, фотохимическом действии света, дается объяснение испускания и поглощения света атомами на основе теории Бора. При более глубоком изучении физики студентов знакомят также с люминесцентными явлениями, эффектом Л1ёссбауэра, многофотонными процессами, дают им некоторые сведения о квазичастицах в твердых телах. При этом авторы одних учебников пользуются термином квантовая оптика , тогда как в других учебниках этот термин не применяется, а соответствующие вопросы собраны в главах, называемых Тепловое излучение , Световые кванты , Действие света и т. п. Дело в том, что в использовании термина квантовая оптика нет четкой договоренности. Согласно точке зрения, принятой в современной научной литературе, все отмечавшиеся выше вопросы — это еще не сама квантовая [c.4]

Рассматриваемая задача становится еще более сложной, если существенно увеличить частоту или интенсивность света. До сих пор мы полагали (хотя это и не оговаривалось), что при поглощении одного фотона может появиться не более одного фотоэлектрона и что один электрон может поглотить не более одного фотона. Иными словами, мы рассматривали одноэлектронный и однофотонный внешний фотоэффект. Однако при достаточно большой частоте света возможно испускание телом двух (и более) электронов, приходящихся на один поглощенный фотон (многоэлектронный фотоэффект). Поглотив фотон большой энергии, электрон может передать часть энергии другим электронам и тем самым обеспечить их участие в фотоэмиссии в результате и наблюдается многоэлектронный фотоэ4)фект. При достаточно высокой интенсивности света возможно поглощение электроном сразу двух (и более) фотонов это есть многофотонный фотоэ1 х )ект. [c.169]

Многофотонный внешний фотоэффект. К явлению многофотонной ионизации атомов тесно примыкает многофотон- [c.228]

ФОТОЭФФЕКТ [внешний (закон третий число фотоэлектронов, вырываемых из катода за единицу времени, пропорционально нн генсивности света красная граница — минимальная частота света, при которой еще возможен фотоэффект и которая зависит от химической природы вещества и состояния его поверхности уравнение Эйнштейна определяет кинетическую энергию фотоэлектрона как разность энергии, приобретенной электроном от поглощения фотона, и работы выхода, совершаемой электроном для выхода из металла) внутренний <есть перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием света имеет красную границу, определяемую равенством энергии активации и энергии фотона) многофотонный происходит при очень больших интенсивностях света, достижимых с помощью лазеров] [c.294]

МНОГОФОТОННЫЙ ФОТОЭФФЕКТ — термин, объединяющий ряд фотоэлектрических явлений, при к-рых изменение электропроводности, возникновение эдс или эмиссия электронов происходят вследствие поглощения электроном вещества (т. е. в связанном состоянии) двух или более фотонов в одном элементарном акте. Практически все разновидности фотоэффекта (внутренний, вентильный, внешний) имеют свой мно-гофотонвый вариант , отличающийся тем, что электроны вещества приобретают необходимую энергию в процессе многофотонного поглощения, в то время как при обычном фотоэффекте требуемое возбуждение электронов достигается за счёт однофотонного поглощения. Это обстоятельство обусловливает гл. особенности М. ф. 1) М. ф. наблюдается при достаточно высоких интенсивностях / падающего излучения, достижимых лишь с помощью лазеров 2) величина фотоотклика вещества (фотоэдс, фототок) при М. ф. пропорциональна /т, ГД0 fil — порядок фотоэффекта, т. е. число фотонов, поглощаемых в одном акте 3) зависимость М. ф. от частоты излучения отражает спектральные характеристики многофотонного поглощения. [c.168]

При очень высоких иитеисивиостях (сфокусированное лазерное излучение) возможен многофотонный фотоэффект (см. 10.1), для которого красная граница исчезает. [c.457]

Прежде чем обратиться к краткому изложению деталей нелинейного процесса ионизации атомов, необходимо сопоставить сам факт существования многофотонных процессов с основными квантовыми законами, определяющими взаимодействие света с атомом. Речь идет о законе Эйнштейна для фотоэффекта и вmopoJM постулате Н. Бора. [c.13]

Закон Эйнштейна для фотоэффекта и второй постулат Бора являются фундаментальными соотношениями, справедливость которых полностью подтверждена огромным экспериментальным материалом. Однако факт реализации многофотонных процессов (рис. 1.2) прямо противоречит этим законам — процесс многофотонной ионизации реализуется при поглощении в одном элементарном акте многих фотонов (рис. 12а) так же, как и различные процессы, связанные с многофотонным возбуждением атома (рис. 1.26, в, г). Из этого противоречия следует очевидное заключение классическая формулировка законов Эйнгитейна и Бора, приведенная выгие, справедлива лшиь при весьма малой интенсивности света. При большой интенсивности света в обоих случаях формулировки законов должны быть модифицированы — вместо слова фотон в единственном числе надо употреблять это слово во множественном числе фотоны . При этом физический смысл обоих законов остается неизменным, так как с точки зрения выполнения закона сохранения энергии важно, какую энергию поглотил атомный электрон, а не вопрос о том, какими порциями поглощена эта энергия. [c.14]

Внешний нелинейный фотоэффект из поверхности металла в вакуум, возникающий под действием лазерного излучения, был впервые зарегистрирован в работе [ПЛЗ], и в дальнейшем детально исследован в последующих работах тех же авторов. Нелинейный фотоэффект наблюдался в условиях, когда величина параметра адиабатичностн 7 > 1. Соответственно процесс ионизации носил многофотонный характер, и величина фототока степенным образом зависела от интенсивности лазерного излучения J r j при показателе степени К = (yi/ + 1), где А — работа выхода электрона из поверхности металла. Подробное изложение исследований нелинейного внешнего фотоэффекта содержится в обзоре [11 Л4 [c.292]

Был обнаружен также и многофотонный внешний фотоэффект, возникающий при переходе электрона из металла в раствор электролита при облучении металлической поверхности лазерным излучением [11Л5 Физика этого процесса детально изучена и изложена в обзоре [11.14] и монографии [ 11Л 6 . [c.292]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...