|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Спонтанное излучение |
 | |
Анимация
0
Описание
Спонтанное излучение возникает при спонтанном квантовом (скачкообразном) переходе системы, находящейся на верхних энергетических уровнях, с более высокого уровня энергии Ei на более низкий Ek и характеризуется частотой nik испускаемого фотона с энергией:
hn = Ei - Ek,
и вероятностью спонтанного испускания Aik, равной среднему числу фотонов, испускаемых квантовой системой (как правило, атомом или молекулой) в единицу времени. Эту вероятность также называют коэффициентом Эйнштейна для спонтанного излучения.
Закономерности спонтанного излучения определяются только свойствами самой системы и её взаимодействием с физическим вакуумом и не зависят от взаимодействия системы с внешними излучениями.
Для случая термодинамически равновесного газа отношение населённостей на i - м и k - м энергетических уровнях определяется из уравнения Больцмана:
,
где g - статистический вес, или степень вырождения, энергетического уровня (число квантовых состояний, обладающих данным значением энергии);
k - постоянная Больцмана;
T - температура.
Для термодинамически-равновесного твердого тела справедливо выражение, следующее из распределения Ферми - Дирака:
,
где EF - энергия Ферми.
Если населённость i - го уровня равна Ni, то поток спонтанного излучения равен:
Фsik = NiAikЧhЧnik.
Зависимость населённости i - го уровня от времени в отсутствие дальнейшего внешнего возбуждения выражается в виде:
,
где Ni0 - начальная населённость;
- полная вероятность спонтанного излучения при переходах системы с i - го уровня энергии на все более низкие уровни энергии k.
Вводят понятие времени жизни i - го уровня:
ti = 1/Ai.
Ключевые слова
Разделы наук
Атомная физика, излучение и поглощение энергии атомами и молекулами
Излучение и детектирование светаКвантовая механика
Применение эффекта
В технике спонтанное излучение используется во всех тепловых (не лазерных) источниках света, а также ИК и УФ излучения.
Реализации эффекта
Техническая реализация не требуется. Все, что Вы видите вокруг, и есть спонтанное излучение.
Литература
1. Физика. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М. Прохоров. 4е изд. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. - С. 824.
2. Ландсберг Г.С. Оптика. - М.: Наука, 1976. - С. 928.
3. Страховский Г.М., Успенский А.В. Основы квантовой электроники. - М.: Высшая школа, 1973. - С. 312.
4. Киттель Ч. Статистическая термодинамика. - М.: Наука, 1977. - С. 336.
5. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. - М.: Наука, 1966. - С. 564.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |