Главная » Просмотр файлов » 1626435900-2be340c6a244b99156a9dca9d508df44

1626435900-2be340c6a244b99156a9dca9d508df44 (844337), страница 75

Файл №844337 1626435900-2be340c6a244b99156a9dca9d508df44 (Собельман 1963 - Введение в теорию атомных спектров) 75 страница1626435900-2be340c6a244b99156a9dca9d508df44 (844337) страница 752021-07-16СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 75)

2ео .2ео 4лл, — л, = ! ††, — и, = г — , х, = — ' ',, и — постоянная тонкой структуры, о„ о, — начальная и конечная скорости электрон!но Поскольку о, >о„! л, (( ) л, ~. Формула (34.74) довольно слоокна и малопригодна для численньо расчетов, поэтому обычно используоот одно из двух асимптотическнх Выражений для (34.74), соответствуоощих большим и малым значениям ) л, ( и (л, (. Ниже мы рассмотрим оба эти случая '). Малыг значения (л,( и )л,~ соответствуют большим скоростям электронов для которых применимо борновское приближение. В этом приблнокснии в 4оорооулах (34.34), (34.35) можно зал!спить функции ф,+,, з!'„ плоскнлон волналои, после чего вычисления проводятся сравнительпс просто. Г>орновские формулы можно получить также из точной фор лоулы (34 74) в результате разложения по степеням (л, 1, )л, (.

Для больших значений (л,(, (л,( справедливо кваззокласс1оческо! приближение. ') См. [Б. С.), 4 74, где обсуждается этот вопрос н приво оятся ссьюю на оригинальную литературу. ') См., например, М. К 1 е ! и, К. В г н с !с и е г, Рпуа. Рет 111, !115, !958 к. В г ее и, 7. Р!апе!. Брасе 5сь 2, !О, 1959. ') Прн этом мы используем рял реэультатов работы: В. В. Б а оп коа Сборник «Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакцей Иаа. АН СССР, т. 2, 1958. НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР 447 6 341 Пусть (л, (((1, ~ п, ~ ((1.

В этом случае разложение функции — ' Е(х,) ~' по степеням ~ л,), ! п,( дает Х ь — -,134.75) где Е, — начальная энергия электрона ззю = Е, — Е, и с =-1+ а,' и, ('-ц -) Ь)л,(' — поправочный множитель порядка единицы. Козффицнеитзо лго а, Ь, вообще говоря, ззвисят от отношения —. Эта зависимость, Е, ' однако, настолько слабая, что ею можно пренебречь и положить для Е, 1О всего частотного интервала О(со( — ' а= —,, Ь=4,4. Аргумент Т' логарифма в (34.75) можно выразить также через импульсы электрона Р, зз Р, [34.

76) Если выполняется более сильное условие 2и~ и,((~1, 2л~л, ((с1, то из (34.75) следует простая формула борновского приближения т(о= — а а»(п, ~ 1п — "' ° — =- —,— а а»Л ( — ) 1п ' ' — ' — '. (34.77) 16 з»» з Р»+Рз оы 16, „,! й !з Р»+Рзйо При приближении к низкочастотной границе со =О величина »та 1 2р, 2Р» от — сот — 1п ', т. е, при р, р, стремится к сю как 1п — '-, Изо р» Р» Р» » ' Р,— Р Вблизи высокочастотной границы р,— О »!со Е, формула (34.77) неприменима, так как условие ~ и, ~ (< 1 в этом случае не выполняется. Оказывается возможным, однако, полу зить из (34.74) приближенное выражение, справедливое при ~ и, (((! и (л, ~ — - о.

Это выражение имеет вид ао Следовательззо, при р О со — стремится к конечному пределу. з »тзо Прп 2тт ~~и, ((1 формула (34.78) переходит в 64и з, ~ з»йо 64»з з, з / 3 '»'»йо ззп= — 'сз'аз(п (' — = — а'а'й' ( — ) —. (34.79) Как было показано Эльвертом '), при ) л, ~((1 н любых ') Сз. Е 1зт е г 1, Апп. Р)зузйг 34, 176, 1939. 448 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АТОМА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ [ГЛ ГХ значениях ~п,~ с достаточно хорошей точностью выражение (34,74) можно аппроксимировать формулой !6 ...[л,[! — е "'"'! р,+р,лм которая отличается от борновского приближения множителем [л,[! — е (34. 81) Е [ [ ! Е-е-..! л,! е[о==аае[п,[ Х 16л е 3 т' 3 Для малых частот лю((Е, [п, [ с[о = — а'а',)и, [='ейп ~[п,( — 1п (34. 83) где 1пу равняется постоянной Эйлера с=0,377 н у 1,78.

лм лм ! В области совсем низких частот — 1п — [п,[ (< имеет место Е, Е, ' [л1[ простое выражение с[о = — се'а'; [ п, )' 1п (34. 84) При 2и[ и, [((1, 2п ! и, [((! понравочный множитель Эльверта уз= 1 и (34.80) совпадают с борновской формулой (34.77). Прн 2й[п,[((1, но )п,[ — оо (р, 0), т. е. вблизи высокочастотной границы, у — 2и[п,[. Одновременно 1пр' Р' 2Р'=2~ — "1~. сле- Р— Ре Р1 !ле довательно, 7'Е1п Р' '- 4и[п, [ и формула Эльверта (34.80) дает Р1 Ре тот же результат, что и формулы (34.78), (34.79).

Рассмотрим теперь, какой вид принимает выражение (34.74) при малых скоростях электронов [ и, ( >) 1 (при этом, поскольку ) и, ) )) [ п, ), одновременно выполняется условие ~ и, [)) 1). Фм Для †)) — , т. е. практически для всего чзстотного интер- Е, [л,[' вала 0 ( ю ( — за исключением небольшой области вблизи низко- Е, 8' частотной границы ге=О справедливо следующее приближение: э 34) НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР 449 Бели в выражении (34.82) пренебречь вторым членом в фигурных скобках, то получим формулу Крамерса') г)п= а аз)л,~ —.

)бл,, ьав ЗугЗ ' ы Из сказанного выше слелует, что эта формула справедлива при Ьв 1 условии — >) — (в дополнение к общему условию квазиклассич- Е, !л»! ности (л, ()) 1). Область, непосредственно нрииыкающая к низкочастотной границе, описывается формулой (34.84). Эффективное сечение тормозного поглощения также часто записывают в виде формулы Крамерса, умноженной на поправочный множитель — фактор Гаунта д.

Эффективное сечение радиационного перехода Е, ю — Е', обратного только что рассмотренному, можно найти, воспользовавшись соотношением (34. 42): Е и ~ 4ое' еьз пе е (34. 86) Здесь Š— начальная энергия электрона, Е' — конечная, гв — частота поглощаемого излучения.

Согласно (34.85) эффективное сечение тормозного поглощения можно записать в аиде 16»гзс» з з !бпзй»еь и= сх'а,'(л('д= д, 3 Рг 3 ыз ' 3 ТГ Зо)зсЬл»о» (34.87) тле о в начальная скорость электрона, а †факт Гаунта. Подставляя это выражение в формулу для коэффициента поглощения lг„= )!),)ьз! (оп), получим !бпз3»еь 4» ( — ) ))7,.М,. (34.88) В приближении Крамерса (д'= 1) и при максвелловском распределе- 1 /Зги Т» нии электронов по скоростям ((о ) = ( — ) ) из этой формулы ( плт) с учетом поправки на вынужденное излучение следует 16 У 2 и'е'3')У;Мз ( - — т) ЗУ Зсй Нз(вт)п*ы' ' (34.

89) Интенсивность тормозного излучения !)(ю)да= — "г)ш можно найти вы 4п з воспользовавшись соотношением (34.54). 15 и. и. совелвиав ') Вывод формул (34.84), (34.86) в рамках классической электродинамики см. Л. Л а н д а у, Е.

Л и ф ш и и, Теория поля, Физматгиз, 1960. 450 взаимодействия атома с элвктгомхгнитным полки (гл. их Вернемся к выражению (34.67) для коэффициента фотоионизационного поглощения и предположим, что число атомов М (в общем случае водородоподобных ионов) связано с концентрацией ионов И, и с концентрацией электронов И, формулой Саха (30.85). В этой формуле в данном случае дк 3 =2 ~~Р~ и'е е Выразив М через М,М, и подставляя в (34.67), получим е итзч г рте э ! еюьг~ ( ! — е ьг) (34.90) ш ЗР'Зей е (йт)*м* Это выражение отличается от (34.89) лишь множителем, заключенным в квадратные скобки, что позволяет объединить (34.89), (34.90) и ввести суммарный коэффициент поглощения, учитывающий и переходы с уровней дискретного спектра в непрерывный спектр, и переходы между состояниями непрерывного спектра: е !6г' 2н'е~ЛУМ, !2йуе' ч~ !,ьт + 1 3)ТЗейтн*(еТ)П'ы' ~ 'еТ н* п=е, Ьо1 х (! — е ьг) (34 91) Если суммирование по уровням и > и заменить интегрированием, то 5 3 У 3 сйш ' (ЛТ) ' ы* х ), 1 — е ьт) (34 92) чо „вЂ” е/'(и) гЬ.

Я(ы] =И,И; 6ы С помощью (34.50), (34.54) можно найти также суммарную ин|енсивность излучения Я(ю)ны. Йля ряда приложений представляет интерес полная (проинтегрнрованная по всему спектру) интенсивность тормозного излучения Я'. Предположим, что распределение по скоростям являешься максвелловским, и воспользуемся приближением Крамерса. В этом случае Я(ы)йо можно найти или с помощью (34.89), (34. 54), или непосредственно из общей формулы (34.48), которая в данном случае принимает внд О 451 9 34) непРеРывный спектР После интегрирования по г)о 1 Ь» Ц(го) сйо = .а»а,'2» — ( — ) 1»',Н;е ет гйо.

(34 93) При вычислении Я' можно пренебречь логарифмическим возрзстанием с(о в малой области около низкочастотной границы и распространить формулу Крамерса на весь интервал частот. В этом приближении 1Р = Я(го) с(ю = = аа»2'Ку 1»' 1ч'. — . (3494) 32л 1 1 /2ЕТ'г е Если измерять Т в электронвольтах, то Я' =1,54 1О "Р),1чг2'Т» эре)слг' сек. (34.95) Интересно отметить,что вычисление (;Р в борновском приближении дает выражение, отличающееся от (34.95) лишь множителем — = 1,1. 21'3 Формулы этого раздела, полученные для тормозных процессов в кулоновском поле, можно использовать для приближенных оценок эффективных сечений тормозных переходов в поле неводородоподобных ионов.

В этом случае основную роль играет область больших расстояний, в которой поле близко к кулоновскому. Ошибки, связанные с отличием поля от кулоновского на малых расстояниях, невелики. В случае тормозных переходов в поле нейтрального атома ситуация значительно хуже. Основной трудностью является вычисление функций непрерывного спектра. Как будет показано ниже, эта задача тесно связана с задачей об упругом рассеянии электронов на атоме.

Поэтому основные особенности приближенных вычислений эффективных сечений таких переходов будут обсуждаться в разделе 8 $ 44. ГЛАВА Х УШИРЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ) й 35. Радиационное и допплеровское уширения 1. Радиационное уширение спектральных линий. Свободные колебания излучающей системы обязательно должны быть затухающими, так как излучая система теряет энергию. Но затухающее колебание не является монохроматическим, а содержит целый набор частот. Таким образом радиационное затухание, присущее каждой излучающей системе, приводит к уширению спектральных линий.

В рамках классической электродинамики распределение интенсивности в спектре излучения осциллятора частоты ш, описывается так называемой дисперсионной формулой 2 « (35.1] (ю — ю,)'1-( у ~) Величина у носит название константы радиационного затухания. этой величиной определяется потеря энергии на излучение Ф« =Ф',е-тг. Согласно (35.1) максимум интенсивности ') соответствует частоте ш,. На расстоянии 1оз — ю,~ = — от ш, интенсивность равна = у 1 — г(ю ), Поэтому константу затухания т называют также радиа- 2 « ' ') Обсуждение теоретических и экспериментальных работ, посвященных уширению спектральных линий, содержится в обзорах: В.

В е й с к о п ф, УФН 13, 596, 1933; Н. Ма где па н, 'ч!. %а !зон, кеч. Мод. РЬуз. 8, 22, 1936; А. У из о л ь д, Сборник статей «Современные проблемы астрофизики и физики солнцаь, ИЛ, 1951, стр. 7; И. И. С обе л ьма и, УФН 54, 552, 1954; к. В геене, кеч. Моб. РЬуз. 29, 94, 1957; 5. С 5еп, М. Та )« ео, кеч. Мог(. РЬУз. 29, 20, 1957 (РУсский пеРевод: УФН 66, 391, 1958); Н. Магяеп, М. 1.ечг ! з, «еч. Мой. РЬуз. 31, 56, 1959, "О. Тга ч ! про ОЬег д!е ТЬеог!е бег Огнс1«чегЬгецегнпй чоп 5ре)г!га!!!п!ел, Каг!агапе, 1960. ') Вообще говоря, затухание приводит также к небольшому смещению у'.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
10,86 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6553
Авторов
на СтудИзбе
299
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее