Спантаннае выпраменьванне

Матэрыял з Вікіпедыі - вольнай энцыклапедыі
Перайсці да навігацыі Перайсці да пошуку

Спантаннае выпраменьванне , або спантаннае выпраменьванне , — працэс самаадвольнага выпускання электрамагнітнага выпраменьвання квантавымі сістэмамі ( атамамі , малекуламі ) пры іх пераходзе з узбуджанага стану ў стабільны.

Спантаннае выпусканне фатона

Фенаменалагічнае вызначэнне Альберта Эйнштэйна

Частата спантаннага электрамагнітнага выпраменьвання вызначаецца рознасцю энергій i -га і k -га ўзроўняў сістэмы:

Калі населенасць ўзроўню з энергіяй роўна , то магутнасць спантаннага выпраменьвання роўная:

дзе - верагоднасць пераходу з i- га ўзроўню на k- й.

Поўная верагоднасць спантаннага выпраменьвання:

Сіла асцылятараў :

Хуткасць спантаннай рэлаксацыі сталая?

Фенаменалагічна ўведзеная Эйнштэйнам хуткасць спантаннай рэлаксацыі доўгі час лічылася ўнутранай неад'емнай уласцівасцю атамаў (малекул). Пры тэрмадынамічнай раўнавазе з асяроддзем адной з найважнейшых прыкмет гэтай уласцівасці з'яўляецца яго незваротнасць. Гэтая асаблівасць абумоўлена ўзаемадзеяннем атама (малекулы) з бясконцым лікам мод вакуумнага стану . Змена ліку мод прыводзіць да змены хуткасці спантаннай рэлаксацыі. Каб гэтага дабіцца, можна змясціць атам у рэзанатар[1] .

Разгледзім аднаэлектронны атам, у якога два энергетычныя ўзроўні і , падзеленых паміж сабой на велічыню . Сярэдняе квадратычнае амплітуды электрычнага вакуумнага поля роўна , дзе - успрымальнасць асяроддзя, - аб'ём прасторы, у якім распаўсюджваецца выпраменьванне. Энергія, якая выпраменьваецца ў адну моду, роўная , тут - матрычны элемент электрычнага дыполя. Гэтую частату называюць вакуумнай Рабі частатой.

Верагоднасць выпраменьвання фатона, вядомая як - Каэфіцыент Эйнштэйна, роўная

тут лік мод у адзінкавым частотным інтэрвале (шчыльнасць мод).

Верагоднасць знайсці атам ва ўзбуджаным стане ў момант часу пасля яго ўзрушанасці на ўзровень роўна .

Прычына спантаннага выпраменьвання

Працэс спантаннага выпраменьвання немагчыма растлумачыць з пазіцый першапачатковай версіі квантавай механікі, дзе мела месца квантаванне ўзроўняў энергіі атама, але не было квантавання электрамагнітнага поля. Узбуджаныя станы атамаў уяўляюць сабой дакладныя стацыянарныя рашэнні раўнання Шредингера . Такім чынам, атамы павінны заставацца неабмежавана доўга ва ўзбуджаным стане. Прычынай спантаннага выпраменьвання з'яўляецца ўзаемадзеянне атама з нулявымі ваганнямі электрамагнітнага поля ў вакууме. Стан атама перастае быць стацыянарным у выніку ўздзеяння складніка нулявых ваганняў з частатой, роўнай частаце выпускае кванта [2] .

Глядзіце таксама

Нататкі

  1. Serge, KLleppner, 1989 .
  2. А. Б. Мігдал , В. П. Крайноў. Кіраўнік 1. Памерныя і мадэльныя адзнакі. 4. Ацэнкі ў квантавай электрадынаміцы. Нулявыя ваганні электрамагнітнага поля // Набліжаныя метады квантавай механікі. - Масква: Навука, 1966. - С. 47-50.

Літаратура