- Спонтанное излучение
-
Статья содержит ошибки и/или опечатки. Необходимо проверить содержание статьи на соответствие грамматическим нормам русского языка.Спонтанное излучение или спонтанное испускание — процесс самопроизвольного испускания электромагнитного излучения квантовыми системами (атомами, молекулами) при их переходе из возбуждённого состояния в стабильное.
Содержание
Феменологическое определение Эйнштейна
Частота спонтанного электромагнитного излучения определяется разностью энергий i-го и k-го уровней системы:
Если населённость уровня с энергией равна , то мощность спонтанного излучения равна:
Полная вероятность спонтанного излучения:
Скорость спонтанной релаксации постоянна?
Феменологически введенная Эйнштейном скорость спонтанной релаксации долгое время считалась внутренним неотъемлемым свойством атомов(молекул). При термодинамическом равновесии с окружением одной из важнейшей чертой этого свойства является его необратимость. Эта особенность обусловлена взаимодействием атома (молекулы) с бесконечным числом мод вакуумного состояния. Изменение числа мод приводит к изменению скорости спонтанной релаксации. Что бы этого добиться можно поместить атом в резонатор [1].
Рассмотрим одноэлектронный атом, у которого два энергетических уровня и , разделенных между собой на величину . Среднее квадратичное амплитуды электрического вакуумного поля равно , где - восприимчивость среды, - объём пространства, в котором распространяется излучение. Энергия, которая излучается в одну моду равна , здесь матричный элемент электрического диполя. Эту частоту называют вакуумной Раби частотой.
Вероятность излучения фотона, известная как - коэффициент Эйнштейна, равна
здесь число мод в единичном частотном интервале (плотность мод).
Вероятность найти атом в возбужденном состоянии в момент времени после его возбуждения на уровень равна
См. также
Литература
- Спонтанное испускание — статья из Физической энциклопедии
- Serge Haroche and Daniel KLleppner, Cavity Quantum Electrodynamics. — Physics Today,, January 1989,.
Категории:- Электромагнитное излучение
- Атомная физика
- Квантовая механика
Wikimedia Foundation. 2010.