КОЭ (1084716)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

1) Электромагнитная волна называется
плоской, если векторы E и Н зависят только от времени и одной декартовой координаты. Например, для плоской волны, распространяющейся в направлении z(Ez=Hz=0), волновые уравнения принимают вид:

В плоской волне все лучи параллельны друг другу. Энергия электрического поля световой волны равна энергии магнитного поля: , поэтому где n — единичный вектор в направлении распространения волны. Величина называется длиной волны монохроматического излучения. Это есть расстояние, на которое смещается поверхность равной фазы волны за один период колебаний.
Интервал времени Т, за которое совершается одно колебание, т. е. за которое волна проходит расстояние, равное длине волны, а фаза гармонического колебания изменяется на 2я, называется периодом колебаний: Вектор называется волновым вектором. С его помощью выражение для плоской волны удобно представить в виде, не зависящем от выбора осей координат: Свет, у которого существует упорядоченность ориентации векторов электрического и магнитного полей, называют поляризованным. Линейно поляризованным (или плоскополяризованным) называют свет, у которого направления колебаний векторов Е и Н в любой точке пространства остаются неизменными во времени. Плоскостью поляризации при этом является плоскость, проходящая через вектор Е, и направление распространения электромагнитной волны. Для линейно поляризованного света, распространяющегося в направлении r: ,где Ео — амплитуда волны. Свет, у которого векторы электрического и магнитного полей в любой точке пространства вращаются, а концы этих векторов описывают эллипсы, называется эллиптически поляризованным. Его частным случаем является свет, поляризованный по кругу, так называемый циркулярно поляризованный свет. В зависимости от направления вращения различают правую и левую поляризации (соответственно по часовой стрелке и против нее, если смотреть навстречу волне). Эллиптически поляризованную волну можно рассматривать как наложение двух линейно поляризованных волн.

2) Энергия электромагнитного поля в единице объема, называемая объемной плотностью энергии излучения Распространение электромагнитной энергии в пространстве характеризуется вектором Пойнтинга S:S = [ExH] Его направление совпадает с направлением распространения энергии излучения, а абсолютное значение в единицах Дж/(м2с)=Вт/м2 равно количеству энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярную направлению вектора S, т. е. |S|=pc.

3) Для того чтобы охарактеризовать распределение энергии по частоте, т. е. спектральное распределение, вводят функцию называемую спектральной плотностью излучения Отсюда следует, что есть энергия электромагнитного поля в единице объема в интервале частот от до

4) Три квантовых числа n,l, , s называемые главным, орбитальным, магнитным, спиновым квантовыми числами определяются тремя степенями свободы электрона. Напомним физический смысл этих квантовых чисел. Главное квантовое число n определяет собственное значение энергии для связанного состояния электрона в атоме водорода (и только в атоме водорода!) и может принимать лишь целые положительные значения: n=l, 2, 3, ...Собственные значения внутренней энергии атома водорода для дискретной его части определяются соотношением

,

где — постоянная Ридберга.

В атоме водорода энергия не зависит от квантовых чисел l, : энергетические состояния вырождены по этим квантовым числам, что является следствием центровой симметрии поля. Орбитальное квантовое число l определяет в единицах величину орбитального момента количества движения электрона , движущегося вокруг ядра. Квантовомеханическое рассмотрение показывает, что значение вектора в единицах должно равняться не l, a , т. е. При заданном n квантовое число l может принимать целочисленные значения от l=0 до (n—1). По исторически сложившейся традиции состояния с различными значениями момента принято обозначать буквами латинского алфавита со следующим соответствием:
l=0, 1, 2, 3, 4, 5 ... s p d g f h .. Магнитное квантовое число определяет в единицах проекцию орбитального момента количества движения на направление z, задаваемое внешним воздействием: Квантовое число может принимать значения от + l до - l, т. е. всего (2l+1) значений: =0, ±1, ±2, ..., Спиновое квантовое число s определяет в единицах спиновый момент количества движения электрона: Для отдельного электрона s может принимать только одно значение: s= 1/2. Водородоподобный атом— атом, на внешнем слое которого находится один и только один электрон. Таким атомом, кроме водорода, и его тяжёлых изотопов (дейтерия и трития) может быть любой ион, если число потерянных им электронов равно заряду атома— 1. Поэтому, поскольку у такого иона остаётся только один электрон, его и называют водородоподобным атомом. Для таких атомов выполняется теория Бора.

5) Для обозначения группы энергетических уровней, расщепленных на подуровни вследствие спин-орбитального взаимодействия, достаточно указать символ одноэлектронного приближения - . Вместо него можно указать конфигурацию электронов в атоме. Характер расщепления указывается символом спектрального терма, который имеет вид .Здесь L – значение суммарного орбитального момента, обозначаемого прописными буквами, левый индекс 2S+1 дает число подуровней с указанными значениями L и S , правый индекс есть значение J , определяющее кратность вырождения подуровня по M_J. Правила отбора. При переходах электронов между состояниями под действием оптического излучения (возмущения) должны выполняться законы сохранения энергии и импульса. Разность энергий состояний должна быть равной энергии фотона . В квантовой механике показывается, что фотон имеет собственный момент импульса, равный , поэтому при оптическом переходе изменения орбитального и полного моментов импульса должны соответствовать равенствам

6) Полную энергию молекулы можно представить в виде кинетической энергии, связанной с движением центра масс, и внутренней энергии молекулы. Внутреннюю энергию молекул можно считать состоящей из трех частей: 1) электронной энергии , связанной с движением электронов вокруг ядер; 2) колебательной энергии , связанной с колебаниями ядер относительно центра масс; 3) вращательной энергии , обусловленной вращением молекулы относительно центра масс . Расстояние между колебательными уровнями энергии имеет порядок десятых, а между вращательными — тысячных долей электрон-вольта! Собственные значения энергии гармонического осциллятора, как известно, квантованы и могут принимать значения где q = 0, 1, 2, ... — колебательное квантовое число, a — частота собственных колебаний осциллятора. Квантование вращательной энергии для двухатомной молекулы описывается выражением

, где — момент инерции молекулы; В — вращательная постоянная молекулы, а К=0, 1, 2, 3, ... — вращательное квантовое число, определяющее в единицах возможные значения вращательного момента количества движения молекулы.

.

Помимо квантового числа К вращательное движение двухатомной молекулы характеризуется вторым квантовым числом , которое аналогично определяет в единицах возможные значения проекции вращательного момента на выделенное направление z где =K,K-1,..

Правила отбора для колебательных и вращательных переходов. Переходы между колебательными уровнями разрешены в дипольном приближении, если выполняется правило отбора Для переходов между вращательными подуровнями правило отбора следующее: Переходы между состояниями с = — 1; 0 и +1 в спектрах поглощения и излучения молекул дают так называемые Р-, Q- и R-ветви. Для линейных молекул существует дополнительный запрет на переход с =0 и Q-ветвь отсутствует. В общем случае объемная молекула, состоящая из N атомов, обладает 3N—6 колебательными степенями свободы. У линейной молекулы, ядра всех атомов в которой расположены на одной прямой, как у молекулы СО2, число колебательных степеней свободы равно 3N—5

7) Квантовым переходом называют переход системы из одного квантового состояния в другое. Согласно общим принципам квантовой механики невозможно провести наблюдения за системой в процессе такого перехода, следовательно, его необходимо рассматривать как происходящий скачкообразно. Основной задачей теории квантовых переходов является вычисление вероятности перехода под воздействием внешних полей или из-за внутренних причин. В большинстве случаев возмущение, под воздействием которого совершается квантовый переход, можно считать малым по сравнению с внутренней энергией системы. Тогда решать задачу можно с помощью хорошо разработанных методов теории возмущений.

(1)Формулы для вероятности перехода можно записать в виде:

;

если учесть, что , то (1) запишется как

, где -время жизни, -объемная плотность энергии поля фотонов (в ) , - частота, соответствующая энергии перехода от нач. состояния к конечному.

8)

Вероятность спонтанного перехода с уровня на уровень за время dt с испусканием кванта света можно выразить соотношением где — коэффициент Эйнштейна для спонтанных переходов. Его значение не зависит от внешних воздействий и определяется только свойствами данной квантовой системы. Значение коэффициента Эйнштейна для переходов в оптическом диапазоне может изменяться от для разрешенных (наиболее вероятных) переходов до и более для запрещенных переходов. Вынужденные (индуцированные) квантовые переходы происходят под воздействием внешнего возмущения, которым является электромагнитное излучение. Вероятность таких переходов пропорциональна интенсивности возмущения где — коэффициент Эйнштейна для вынужденных (индуцированных) переходов с поглощением; —спектральная плотность излучения. Вероятность индуцированного испускания фотона за интервал времени dt, как и вероятность поглощения, пропорциональна интенсивности возмущающего фактора, т. е. Здесь — коэффициент Эйнштейна для вынужденных (индуцированных) переходов с испусканием. Вынужденное излучение когерентно. Первое соотношение между коэффициентами Эйнштейна для вынужденных переходов В случае, если кратности вырождения уровней и равны, т. е. коэффициенты Эйнштейна для вынужденных переходов с поглощением и испусканием фотона равны. Второе соотношение между коэффициентами Эйнштейна позволяет связать коэффициент спонтанного испускания с показателем поглощения, который может быть найден непосредственно из измерений. Соотношения коэф. Эйнштейна являются общими и не зависят от внешних условий (в частности, от температуры) и типа вещества. Аналогично вводят дифференциальные коэффициенты Эйнштейна для поглощения и вынужденного испускания

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов учебной работы