Измерение населённости

Поэтому самый эффективный способ проведения такого измерения состоит в том, что увеличивают напряжённость электрического поля, как функцию времени, и измеряют ток ионизации I t). Максимумы этого тока, их высота и положение как функции напряжённости поля, дают информацию об атомных состояниях, их населённостях и собственных значениях энергии, как показано на рис. 16.2. [c.491]

Рис. 16.2. Измерение внутренних состояний с помощью метода ионизирующего поля. Линейно меняющееся со временем электрическое поле ионизует различные атомные уровни в разные моменты времени. Как показано на левом рисунке, атом чувствует линейно возрастающую напряжённость электрического поля Ео 1). Это поле создаёт потенциал, являющийся линейной функцией координаты Крутизна этой функции линейно растёт со временем (левый рисунок). Атомный электрон чувствует суммарный потенциал кулоновского поля и внешнего электрического поля (в середине). В момент времени 1а напряжённость поля такова, что максимум суммарной потенциальной энергии равен энергии Еа возбуждённого состояния а). В этот момент времени возбуждённое состояние ионизуется, что приводит к появлению пика (правый рисунок) в токе ионизации /. В более поздний момент времени 1ь суммарный потенциал становится ещё круче, что приводит к ионизации состояния Ь) и появлению второго пика в токе ионизации (правый рисунок). Сравнивая площади под этими двумя пиками, мы находим населённости отдельных уровней

Инверсия как инструмент измерения внутренней динамики. Инверсия атомных населённостей X является величиной, которая находится в центре внимания, так как легко доступна эксперименту. Сначала мы получим точное выражение для инверсии в модели Джейнса-Каммингса-Пауля, а потом обсудим её эволюцию во времени. [c.494]

Итак, мы можем проводить измерение атомных состояний с помощью реперного состояния 0атом), посылая атом через классическое поле с последующим измерением населённостей уровней ионизационным методом. [c.492]

Парамагнитный вклад обусловлен различием интенсивностей зеемановских компонент переходов, возникающим вследствие разной населённости магн. подуровней исходного состояния, имеющих (в условиях термодинамич. равновесия) больцмановское распределение населённости. На пропорциональности этого вклада намагниченности среды см. Парамагнетизм) базируется исполь.эование М. для магн. измерении. Характер зависимости парамагнитного вклада от темп-ры и от магн. поля определяется соотношением между величиной магн. расщепления уровней осн. состояния /S.8 (II) и тепловой энергией kT. В области малых магн. полей и или) высоких гемп-р kT>S.S) парамагнитный вклад линейно зависит от магн. иоля и обратно пропорционален темц-ре (см. Кюри, закон). В области ни.яких темп-р и сильных магн. полей S kT) парамагнитный вклад, подобно намагниченности, испытывает магы. насыщение. В простейшем случае двукратного вырождения осн. электронного состояния атома эта зависимость описывается ф-цией вида th l SI2kT). [c.702]

Рис. 1. Спектр микроволнового фонового излучения Вселенной [интенсивность в эрг/(см с-ср-Гц)]. Эксперим. точки нанесены с указанием погрешностей измерений. Точки N, СН соответствуют результатам определения верхней границы (показана стрелкой) температуры излучения по населённости уровней соответствующих межзвёздных молекул.

Обычно С, о. находят экспериментально, измеряя времена жизни возбуждённых aioimHX или молекулярных состояний иля интенсивностей испускания и поглощения. В измерениях 2-го типа используют источники излучения, для к-рых могут быть найдены или вычислены абс. или относит, значения населённостей возбуждённых уровней. Эксперим. данные по относит, значениям дифференциальных сечений ионизации атомов электронным ударом сопоставляются с расчётами для обобщённых С. о., что позволяет апробировать теоретич. выбор волновых ф-ций и применимость первого, борновского приближения в теории столкновении. [c.495]

Измерение атомного диполя. Данная версия ионизационного метода позволяет измерить только населённости отдельных энергетических уровней. Для двухуровневого атома такое измерение, говоря формальным языком, является операцией проектирования на атомные состояния а) или Ъ). Сюда, однако, не входит реперное суперпози- [c.491]

Рис. 18.1. Модель затухания или усиления одной резонаторной моды. Поток эезонансных двухуровневых атомов проходит через полость (вверху) вблизи пучностей полевой моды. Атомы находятся в состоянии статистической смеси возбуждённого а) и основного 6) состояний, населённости которых задаются эаспределением Больцмана с температурой Т. Если в основном состоянии находится больше атомов, чем в возбуждённом (слева), то большее число атомов возбуждается полем полости, забирая его энергию, т. е. фотоны из резонатора, по сравнению с числом обратных процессов передачи возбуждения от атома к полю. Следовательно, поле резонатора, в среднем, теряет фотоны, то есть резервуар двухуровневых атомов с температурой Т приводит к затуханию этого поля. Отметим, что никаких измерений внутреннего состояния атомов, взаимодействующих с резонаторным полем, не производится. Для резервуара известны только населённости состояний, которые определяются температу-эой. Если атомы обладают инверсией, т. е. больше атомов в возбуждённом состоянии, чем в основном (справа), то они усиливают поле, передавая ему возбуждения. В такой ситуации населённости уровней описываются распределением Больцмана с отрицательной температурой

Время Т2, наз. временем спин-спиновой релаксации, характеризует скорость восстановления равновесия в спиновой системе и от темп-ры практически не зависит. Время спин-решёточнойре-лаксации характеризует скорость восстановления равновесия между СПИН0В011 системой и решёткой Тх определяется вз-ствием магн. моментов ч-ц с колебаниями кристаллической решётки. Т. к. при понижении темп-ры амплитуда тепловых колебаний уменьшается, то при этом также уменьшается и спин-решёточное вз-ствие. Для ионов переходных металлов с большим вкладом орбитального момента, определяющего величину спин-решёточного вз-ствия, линию ЭПР удаётся наблюдать только при низких темп-рах. В сильных переменных эл.-магн. полях (Ю- —1 Вт) релаксац. процессы не в состоянии восстановить равновесное распределение, и населённость уровней выравнивается (насыщение). Наблюдающееся при этом уменьшение поглощения используется для измерения времён парамагн. релаксации. Экспериментальные методы. Для измерения ЭПР используют радиоспектрометры (спектрометры ЭПР), в к-рых при постоянной частоте и медленном изменении магн. поля Н регистрируется изменение поглощаемой в образце мощности (рис. 4), В ЭПР прямого усиления высокочастотные колебания от клистрона по волноводному тракту подаются в объёмный резонатор (размером ), помещённый между полюсами электромагнита. Прошедшие через резонатор или отражённые от него эл.-магн. волны попадают на детектор. Изменение поглощаемой в образце мощности регистрируется по изменению тока детектора. Для повышения чувствительности поле Я модулируют с частотой 30 Гц—1 МГц (см. Мо- [c.890]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...