Поглощение однофотониое

Следует отметить, что при поглощении света атомами или молекулами среды в каждом элементарном акте уничтожается один фотон, вследствие чего происходит переход атома (молекулы) в возбужденное состояние. При этом энергия фотона должна соответствовать разности энергий между основным и возбужденными состояниями. Такое поглош,ение называется однофотонным. [c.280]

Известно, что квантовая теория поглощения света исходит из того, что явление возникает тогда, когда энергия квантов света, падающего на вещество, имеет величину, равную разности уровней энергии данного вещества к = Еп — Е1, где Е и Еп — энергии нижнего невозбужденного и верхнего возбужденного уровней соответственно. Здесь в каждом акте взаимодействия света и вещества поглощается один фотон и поэтому процесс является однофотонным. При облучении вещества очень мощными световыми потоками от лазеров, дающих большую плотность излучения, может иметь место поглощение нескольких фотонов в одном элементарном акте таким образом, чтобы выполнить условие Л Ат= п — ь В этом случае происходит многофотонное поглощение (рис. 36.6, а). Величина энергии каждого фотона здесь в N раз меньше энергии фотона, который поглощается в однофотонном акте. Многофотонные процессы поглощения могут происходить не только при наличии фотонов одного сорта, но и в том случае, если имеются фотоны различных энергий (рис. 36.6, б). Например, может происходить двухфотонное поглощение, удовлетворяющее уравнению hvl+hv2=En—El. [c.311]

Если в оптическом переходе участвует один фотон, то такой переход (такой процесс взаимодействия излучения с веществом) называют однофотонным. Однофотонный переход сопровождается либо рождением (испусканием), либо уничтожением (поглощением) фотона, причем испускание фотона может быть либо спонтанным, либо вынужденным. До сих пор мы имели дело только с однофотонными переходами (однофотонными процессами). Они определяют свойства теплового излучения и оптические спектры вещества, лежат в основе как фотоэлектрических, так и люминесцентных явлений. С однофотонными процессами связано и нелинейно-оптическое явление просветления среды. [c.219]

Поглощение света. Рассмотрим отнесенную к единице времени вероятность однофотонного процесса, при котором связанный электрон поглощает фотон в -м состоянии, характеризующемся энергией Йсо, волновым вектором к и [c.261]

Используя (10.2.13), получаем с учетом (11.1.1) и (11.1.3) следующее выражение для вероятности однофотонного поглощения [c.262]

Используя (11.1.10), перепишем выражения для вероятностей вынужденных однофотонных процессов для поглощения [c.263]

Это есть вероятность однофотонного поглощения в дипольном приближении. Вероятность однофотонного испускания в данном приближении описывается выражением [c.265]

Это дает возможность получать прямое колебательное возбуждение двухатомных молекул вида и N2, которые не могут быть возбуждены посредством обычного однофотонного поглощения. [c.219]

Из (1), (2) следуют оси. особенности М. п. 1) Правила отбора для М. п. определяются составным матричным элементом и отличаются от таковых для однофотонного поглощения. Так, в дипольном приближении двухфотонные переходы разрешены между состояниями одинаковой чётности, тогда как однофотонные — между состояниями разной чётности (см. Отбора правила). [c.166]

T. e. имеет вид, аналогичный закону Бугера для однофотонного поглощения. Здесь — коэф., пропорциональный на частоте При вырожденном [c.167]

Последовательность спектральных линий, образующихся при различных однофотонных переходах молекул из нижних состояний в более высокие и расположенных по длинам волн или волновым числам, называется спектром поглощения (или абсорбционным спектром). В качестве примеров различных типов спектров поглощения можно привести вращательный спектр НС1 в га- [c.44]

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

Рэлеевским и комбинационным рассеянием спета исчерпываются линейные процессы рассеяния на атомах. Напомним (лекция 2), что линейными процессами рассеяния называются процессы, обусловленные однофотонным поглощением и определяющиеся линейной восприимчивостью х - Вероятность линейных процессов, тем самым, линейно зависит от чпсла фотонов, т. е. от интенсивности падающего излучения м- [c.122]

Основной чертой процесса фотоионизации атома является его однофотонная природа — элементарный акт отрыва электрона от атома происходит в результате поглощения одного фотона. Соответственно на современном уровне этот процесс именуется также однофотонной ионизацией атома. [c.11]

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]

Как известно, действие мощного лазерного излучения может вызвать не только однофотонное, но также и многофотонное поглощение. В результате химическое изменение каждой молекулы может происходить поглощением более одного фотона (о многофотонном поглощении см, 4 гл. XVIII). [c.354]

В квантовой механике не всегда возможны переходы с поглощением одного фотона между двумя состояниями, если даже энергия фотона равна разности энергий между этими уровнями. В таком случае говорят, что подобные переходы запрещены. Преимуществом двухфотонного поглощения является то, что этот процесс возможен и в том случае, если даже переход между соответствующими состояниями запрещен. Следовательно, исследуя двухфотонрюе поглощение, можно обнаружить уровни, между которыми запрещен однофотонный переход. [c.402]

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]

Схема возбуждении (вверху) и зондирования (вни , у) в активной лааеркой спектроскопии на примере двухуровневой системы а — одкофотонное возбуждение возбуждение за счёт однофотонного поглощения) ж однофотонвое. зондирование с помощью регистрации изменений в поглощении или усилении (пунктир) б — возбуждение с помощью двухфотонного поглощения и комбинационного рассеяния света (КРС) зондирование осуществляется аа счёт антистоксова или стоксова (пунктир) КРС, а также двухфотонного поглощения или усиления (пунктир). [c.38]

МНОГОФОТОННАЯ ИОНИЗАЦИЯ атома <молеку-лы) — образование нона в результате поглощения в одном элементарном акте одновременно неск. фотонов. М. и. является частным случаем более общего процесса многофотонного поглощения, включающего ещё и многофотонное возбуждение атома, и мнвгофотонную диссоциацию молекул. М. и. происходит при энергии фотона Й(о < Гд Уд — иониаационний поте)щиал), когда процесс однофотонной ионизации (фотоиовизации) невозможен, но суммарная энергия поглощённых т [c.165]

Возможность тех или иных М. п. определяется отбора правилами для соответствующих многофотонных переходов. Эти правила существенно отличаются от таковых для однофотонных процессов поглощения и испускания. Напр., однофотовные эдектрич. дипольные переходы между состояниями с одинаковой чётностью запрещены правилами отбора, в то же время такой запрет по чётности отсутствует для многофотонаых переходов между этими состояниями с участием чётного числа фотонов, [c.167]

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]

ГД6 мин — мин. длительность импульса при компрессии. В качестве сред с аномальной дисперсией могут быть использованы пары металлов (в области частот вблизи однофотонного резонанса), устройства, состоящие из двух дифракц. решёток, нек-рые типы интерферометров. Оптимальной нелинейной средой для получения фазовой самомодуляции оказываются одномодовые волоконные световоды. Малость нелинейности (для кварцевого волокна % = 3,2-10" см /кВт) с избытком компенсируется возможностью поддержания устойчивого поперечного профиля пучка диам. 3 — 10 мкм па расстояниях порядка длины поглощения Z и 6 (в видимом диапазоне = 10 —10 ем). Оптич. компрессор, состоящий из волновода с нормальной дисперсией и двух дифракц. решёток, позволяет получить S 10. Существ, сжатия могут быть получены и при генерации оптич. солитонов. [c.304]

Все перечисленные механизмы могут вызывать П. з. и при многофотонном поглощении. Кроме того, в этом случае возможно просветление вследствие нелинейной интерференции разл. процессов возбуждения. Напр,, возбуждение перехода при трёхфотоином поглощения излучения с частотой со может быть подавлено действующим в противофазе процессом однофотонного возбуждения в поле излучения на частоте третьей гармоники Зсо. При этом выключается как трёхфотонное, так и однофотонное поглощение. Анбпюгичные эффекты возникают и при двухфотонном поглощении. П. э. такой природы наз. интерференционным (иногда — параметрическим) просветлением, [c.150]

Матем. описание П. э. зависит от механизма просветления, а также от спектральных и временных характеристик излучения. При однофотонном поглощении мо-нохроматич. излучения П. з, описывается ур-нием [c.150]

Анализ более сложных спектральных траекторий с помощью двухфотонного коррелятора. Проведем теперь теоретический анализ более сложной спектральной траектории (см. рис. 7.4). На этом примере тоже можно проследить связь, существующую между двух- и однофотонными методами регистравдш. Поскольку спектральная линия здесь прь ает между четьфьмя П03ИЩ1ЯМИ, то, очевидно, мы должны рассмотреть двухфотонный коррелятор примесной молекулы, взаимодействующей с двумя ДУС. У двух ДУС имеется четыре квантовых состояния в каждом электронном состоянии хромофора. Следовательно, спектр поглощения такого хромофора будет состоять из четьфех линий. В этом случае в формулу (21.4) для двухфотонного коррелятора вместо формулы (21.6) мы должны подставить следующую [c.290]

Прямозонные полупроводниковые кристаллы обладают очень высоким однофотонным поглощением при зона-зонном переходе. Поэтому необходимо очень точно подстраивать частоту излучения, чтобы потери, вносимые межзонным поглощением, не погубили процесс четырехволнового поглощения. В настоящее время в прямозонных полупроводниках наиболее часто используются процессы многофотонного, в частности двухфотоиного, поглощения, например, в кристаллах dS и dSe. При этом коэффициент поглощения определяется мощностью падающего излучения и может регулироваться за счет ее изменения. Возникающая же плазма свободных носителей по-прежнему приводит к изменению показателя преломления. [c.58]

При рассмотрении некоторых типичных нестационарных процессов, протекающих при резонансном возбуждении атомной системы ультракоротким импульсом, мы ограничимся однофотонными процессами. Такие процессы уже играли важную роль в некоторых проведенных выше теоретических расчетах. Примерами могут служить насыщающееся поглощение при пассивной синхронизации мод и явления насыщения при вынужденном излучении во всех типах лазеров. Эти процессы являются основополагающимЕГ для объяснения принципа действия лазеров. Типичные интервалы времени, в течение которых такие процессы нами рассматривались, определялись условиями стационарности (tx, T2i, Г21) или квазистационарности (тх, t2i, Til). Это позволяло использовать для описания процессов в обоих случаях скоростные уравнения. Напротив, этот раздел мы хотим посвятить исследованию заведомо нестационарных процессов (тх,<Г21, Т21), описание которых в рамках скоростных уравнений невозможно. Это не позволяет в общем случае пренебрегать производной по времени в уравнении для недиагонального элемента матрицы плотности (1.65) (см. по этому поводу также пп. 6.2.3.4 и 8.2.4). [c.313]

Рассмотренные переходы (см. рис. 1.15) называются однофотонными (или одноквантоБыми), так как в каждом из них принимает участие только один квант света. Каждому переходу между двумя состояниями соответсгв -ст определенный испущенный или поглощенный квант энергии. Следует заметить, что вынужденные переходы относятся к однофотонным. Поглощенные кванты определяются по тому, насколько уменьшается интенсивность падающего на вещество излучения, представляющего последовательность квантов с мало отличающейся энергией (непрерывный спектр). Совокупность такнх квантов, прошедших через спектральный прибор, разлагающий электромагнитное излучение по длинам волн, образует спектральную линию поглощения (рис. 1.16). Ее ширина (разность волновых чисел на высоте 1/2 интенсивности) зависит от ширины энергетических состояний (см. 7), теплового движения молекул (эффект Доиплера), столкновений молекул, напряженности электрических и магнитных полей н т. д. При увеличении температуры и давления ширина линий растет. Минимальная ширина спектральной линии, связанная с шириной энергетических состояний, называется естественной шириной (пунктирный контур на рис. 1.16) и составляет величину порядка Дл=10 А. [c.43]

Кроме однофотонных переходов существуют двух-, трех- и многофотонные переходы, характерной особенностью которых является одновременность поглощения или испускания двух и более фотонов. Например, при двухфотонных переходах (см. рис. 1.17, а, б) при каждом элементарном акте взаимодействия фотонов с молекулой одновременно поглощаются или излучаются два фотона с энергией Лсуь сумма энергий которых совпадает с энергией возбуждения молекулы, т. е. кс =кс - -Нс . [c.45]

Хотя и КР-спектры, и спектры флуоресценции возбуждаются монохроматическими спектральными линиями, природа их, как видно из рис. 1.17, различна. Комбинационное рассеяние связано с двухфотонными переходами, а резонансная флуоресценция — с двумя последовательными однофотонными переходами сначала поглощением, а затем испусканием фотонов. Поэтому они существенно различаются по числу переходов в единицу времени. При комбинационном рассеянии за 1 с одна молекула может со-верщать до 10 переходов, а при резонансной флуоресценции — 10 . Поэтому интенсивность спектров резонансной флуоресценции во много раз больще, чем КР-спектров. [c.50]

Классическая оптическая молекулярная спектроскопия, которая внедрена в повседневную практику научных исследований и на промышленных предприятиях, имеет дело со спектрами электрических дипольных переходов, связанных с однофотонным по-глошением (УВИ- н ИК-спектры поглощения) и спонтанным одно- и двухфотонным излучением (УВИ-спектры испускания и КР-спектры). Другие типы взаимодействия излучения с веществом, которые благодаря созданию квантовых генераторов только начинают внедряться в лабораторную практику, мы рассматривать не будем и ограничимся в дальнейшем только использованием лазеров в качестве мощных источников монохроматического излучения для получения классических КР-спектров. [c.51]

В других, более общих случаях, в (16) вводится ширина Г , равная максимальной из шприи для различных каналов перехода электрона из состояния т. Так, в более реалистичной модели многоуровневого атома с процессом спонтанной релаксации может конкурировать процесс однофотонной иониззции из состояния т, т. е. вынужденный переход электрона из состояния т в непрерывный спектр в результате поглощения фотона внешнего поля частоты м. (Вынужденный резонансный переход из состояния т в состояние т, с большей энергией весьма маловероятен из-за ангарзюннзма атомного спектра.) [c.25]

Рис. 1.1. Схемы однофотонных процессов, а — фотоионизация атома, б —- фо-товозбуждение атома, в — рэлеевское рассеяние света атомом, г — рамановское рассеяние света атомом. Е — энергия электрона в атоме, Ег — потенциал иониза-ции атома, п — основное состояние, т, q — возбужденные связанные состояния электрона в атоме, прямые стрелки — вынужденные переходы электрона в результате поглощения фотона, волнистые стрелки — свет, рассеянный атомами

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...