1612725038-55fa95a39ba1d7b48a064b85411ad124 (829006), страница 47
Текст из файла (страница 47)
"(Разьюсь ь:ьнеРгий УТЕ поРЯдка энеРгии свмзи Есв) интепсив- " Ч)-ььзььучения оказываются одного порядка величины. Для Част сгот ИЕ «Еов) Ы уменьшается, а ьь/с остаемся того же поряд- У ььУ1-ььсреходьь становятся более вероятньььььл, ьем Е2 (на,;3;:В,,'ь ' ежду компонентами ТОИКОЙ структуры данного электронного кпььье оператор полного магнитного момента (25.11) может 'запвсааьь серии бальмера (и -ь и' = 2) Возможны конечные состОяния 2)йьз 2уь 2 Здесь РазРешеньь 7 ььереходов пхььа 2Узь 2 2Р),2, ив2зь ., прь,:2 - 2ть 2' псУ),2 - 2рь 2,2рзьз', пДп — 2рз,2. Экспечьно наиболее важна линия 0„(п =- 3 -+ и' .=- 2), где (без учета "'' "вского сдвиги) должно быть пять различных спектральных линий '-:30.2) Однако расщепление верхних уровней (см.
лекцию 21) ;"нантом) получаются две труппы близких линий с расстоянием )2)- Е(2УЬЬь2) — 0,36 СМ ' (баЛЬМЕРОВСКИй дубЛЕт С расщЕЬЬЛЕЬТИ- "':0)(ь)йаковьььь лля всех п, открыт еще Майкельсоном, 1887). ;--~-'-'21)тжая стр) ктура спект)ьов сложных яцынов привОдит к мультиспекчраьььььььх линий п,УчЕ,.У, -+ пУУч.ьь',.УУ. Можно показать, „Щпз этом наиболее интенсивны главные линии с сь.У = Ух У.
(осталь.„:,)(нйии ььазььььакьтся сателлитами). При учете сверхтонкого раси(ен, . (сы ььекыию 23) точное правило справедливо лишь для полного вопома Е = .у + у 280 лекции пО квАнтОВОЙ мехАнике 7! =,иь г1! + 2 О) = 7!В 1У + Ь!)„ поскольку полный момент,У сохраняется 1!5ез у!с-, '!ета с сзруктуры), то М1-переходы вызываются чисто оп вновь„„ ЫМ опе» ' д» = 1РВЬ. В 75-схеме квантовыми числами состояш!я явл, под действием оператора Ж нн одно из них не меняв!Ся ''тй "!ел, !1ВМ- "" может только Х Поэтому имеем правила отбора лля М1 „м !!! =л~ 57=~~ т! =с! ПР =П~* !1=-.У 11 Возможны и М1-переходы между компонентамв свер1тошазй ' " ры данного терма !Е2-переходы совсем маловерояп!ы из-за м'А ности энерп!й — излучаются радиоволны). В присутствии слабого магнитного поля переход!я межд~- новсквми компонентами разных Рермов обычно Нося! лвп1жй ."" Рактер Р5.10).
Между Расщепленнъ1ми полем компонсвтамик> герма, имеющими одинаковую четность, идут М1-переходы 1ВВ»'к при таких переходах !'!М = ч- 1, связываются между собой компоненты). Эти переходы обычно лежат в сы11 имет ровом дР! ' '" именно онн используются в электронном парамапштвом Р "'' Поскольку в мал!итном поле, строго говоря, полный моыенвХк храняется, к состояниям возникают примеси с другими значей становятся разрешенпымп ранее запрещенные переходы, нов', полях их вероятности еше малы (вспомним гашение ортопо задача 25-3). В силу адиабатичности медленного движе!Пш ядер В МВ)1> Рсы. лекцию 3, и.
2) оператор электронного дипольного ыоменъФ можно находить при фиксированных координатах ядер и. Е,:,,',, находятся в колебвтелы1ом возбужденном сос1ояпнв яблизн' НОВЕСИЯ Ащ ТО !! ф) = д(ЮЛ) + Я71 — 71в) . Р7) г! ПослеДний член ЯВПЯегсЯ векторным Оператором по Отлов!е ' вым переменным. Колебателы!ые состояния ядер Описы~" ными осциллепорными функциями. Поэтому оператор г30- в нй"'5- к переходам с изменением 'Рисла колебателы1ыъ между соседними Вибрационнымн со!.1ОЯНИЯмн Оп' пра ,1, нз"ЗВ ...
рушается тем, что существуют ангармонические .!ффекгьь нз число колебательных квантов не с!рого сохраняе'1ся л;,~!!' Литература: 13, гл. 11; 5, гл. 4; 6, гл. 5: 7, гл. 13 Р ' " ":,! 27; 28; 54). '.)'~вцнв 30 мы Видели, 'по В ПРис)"Гствии и!Ременного элекгРО"' Дго поля в системе протекают процессы трех типов: поглощен и!Яля„спонтанное н вынужденное Риидуцированное) излу:::,'Первы1! процесс увеличивает энергию системы, два других ""'"""чют ее. Рассмотрим ансамбль Одинаковых систем — например, "",."с.больл1иы числом атомоВ.
Для данной !Иры сОстояР1ий атома .", легло!ление увеличивает число !Р!> атомов, име1ОЛРих большую "Рг!,' Взлуч!ние приводит к увеличению Ж» атомов с меньшей ' "я, Коне пк1„В среде все эти процессь! Идут одновременно. Так вается равновесие между вел!сотном и окружающим полем для пр!!Стоты, атомы между собой не взаимодейству1от. Тогпоглошевия и излучения разли п|ых атомов никак не скораны.
Рассмотрим процессы, прн которых испускаются и поглокванты с волновым вектором к н поляриз;щией Х. Пусть ~1— „, 1)!1сть перехода атома из состояния с болылей энергией В состоя.;Меньшей энергией за единицу времеви. Если в верхнем состоя„!! ДРшось 1!'> атомов, то за 1 с переход совершат в среднем и!1 !" !> ! .Соответсгвент!о„обратны!! Переход испьггазот н'1 7Р!» атомов ...:...у.взменсние заселенности дашюй пары состояний дается урав,Р1РКбаланса Ю'> — — — = — 1К11!'> + !г!М».
~31.1) !Р! э-, деле, конечно, оба выбранных состояния связаны переходами э;.с, М!!жлу собой, но и с другими уровнями. Однако пас интере:.,- Овесве, прв котором существуют и не меняются со временем ;., 1"Сл! Зап!Тлневия !!! атомНыХ состОРП!ий И й - Каавтоа ПОЛЯ, яя . ~~ой пары состояний число прямых и обратных переходов !в пршивном случае изменялось бы среднее число квантов 'ъ:. Втон данного перехода -- не было бы полного равновесия). уело!Кне равновесия У>ж1 — — А1»РК1. 131.2) 7В7 ЛЕКЦИИ ПО КнгЭНТОВОИ МЕХЛНИКЕ Бели принять, что среда находится я равновесии пр нрк опр Л".'га температуре Т, то принцип Больцмана утверждаед г.
(эс , гю(292) гэг> ..> Š— (Е. — Е.1гт Š— Рюп Г Е» Г л(эу'г'Ой стОРОны, сОгласнО 1эезультатем лекцггн 30 вер аерсэятно;ЭыФ ментарных актов испускания и поглощения„отнесегкь "ккые к оди тонному состоянию, равны соответственно в1 .— — В1(п„„+ 1), в1 — — В(п а величины В1, В1 на самом деле даются квадр;плмв маг.р " гричнылг ментов и равны между собой: 7 В1 — — = В1 = — -1(г г э -' ера е'"': ~ г) гг а ага (принцип детального равновесия (29.1)). В (31.4) и — целы~:с та дающие точное число кваггтов данного сорта. Прв гегглоьом сии состояние поля уже нельзя описать волновой фуккцкей с. "" лщгными числами запОлнения: имеет смысл Говорнгь глннь о" . фуггкг(гги распреднлелая и -(Т).
Для этой функции имеем из (31.2)-(31.5) е г"'ггг = 1; й ..= и. = 7(г гг агапэ! г' "7Ь' ';'9 "' '>' Мы получили формулу П гапка. Физичсски удобной хгэргэктерй,э является распределение энергии по спектру раюголесного (%,. излучения. Среднее число квантов с1п в шлервале 'гасив:Х~:„, го + агаг получается умножением (31 б) на гнело сосгояггкй (к)4МЬ,. вклю впь суммирование по поляризации н гггэгсг(эк(эгэгэавгге.п))", А): и* Ап . = п„ра, йо = п.2 (7л 1э Отсюда средняя энергия сгЕ„Л данном интервале гасгоз Лса ггсг с/Ев = йаг сй. = ----- и 7 3 гас!г' Фактически эта формула, хорошо согласугощаяся с 'экю'гсрвм жала в основе пэпотезы квантов (см. лекцию '.) ггекцва 31 ИНДУЦИНОНАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ с"",!::.Ч ссэкггх -гемпературах находим из (31.6) лмсолг — — .т Лагг ',::,'::г.'няя эггсрг.гэя каждого квантового Осциллятора поля равна Т, как я п(эи классическом раввораспределении по степеням сво° э1 лиля клер ' гя поля полу' ается интегрированием (31.8) по часеа, "„.Полная ':я''равна (31 9) ~ сгЕ„= — 1'НТ1 с :~":с~'о д:гя Усиления волны нужно, пабы гу> > гэг».
Однако пРи "';и;. Иг' (31.3) заселенность уровней ггадает с энергией. Для ли-:~а:":.'Раста ' "Рв колгнапюй температуре (Ьо,г Т) — 107, т. е. гэг> «йг». а.зЛсвета альггые квантовые приборы, создающие инверсную (обрат.ецкальг елеэквэогь энергетических уровней, лают возможность полу- а"кго к усиление электромагнитных волн при уникалыюй ;.:„... мати.„,, :-"":(эт Лкалтк ггггэс'гв, когерентности и направленности пучка. В зависидкал зона частот (лгикроволны кли видимый свет) они назывсгс1вснно мазерами или лазерами (от начальных букв ,19 — постоянная Стефана — Больцмана.
(Подробное обсуж(г(ггг 'г7 '""' "'-',:форлгуггг,г 11ланка см. в 1321; Ч б3).) сть таперь электромагнитная волна частоты аг попадает в ве„атомьг ыпорого могут совершать резонансные переходы с той отой, При распространении волны в среде будут происходить "'"5~фда поглощения ее квантов, так и актьг индуцированного излу' '",::увеличввающие интенсивность волны (испускаются кванты с ' ' же значенкями аг, гс и г(, что и в волне). При спонтанном излуче,'илиускаются кванты с любыми векторами А„не совпадающими с екием распространения волны, так что спонтанное излучение йяйает на интенсивность рассматриваемой волны. Б то же время „~г)и)(уцээровыгнолг излучении больше вероятность появления кванта „1()гэе теми зэгачениялги,2 и А', что в волне .3'иялй вогиа имеет интенсивность г', то ее изменение вдоль пути в среде определяется конкуренцией процессов индуцированного ,„Ккя и гюглощения. Оба они согласно (31.4) пропорциональны ,,„Емуся гвслу квантов и, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
