Spontana emisija

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu

Spontana emisija ili spontana emisija je proces spontane emisije elektromagnetskog zračenja kvantnih sustava ( atoma , molekula ) tijekom njihovog prijelaza iz pobuđenog stanja u stabilno.

Spontana emisija fotona

Fenomenološka definicija Alberta Einsteina

Učestalost spontanog elektromagnetskog zračenja određena je razlikom između energija i - te i k- te razine sustava:

Ako je stanovništvo na razini s energijom jednako je , tada je snaga spontane emisije jednaka:

gdje Je li vjerojatnost prijelaza s i - te razine na k- tu razinu.

Ukupna vjerojatnost spontane emisije:

Jačina oscilatora :

Je li stopa spontanog opuštanja konstantna?

Brzina spontane relaksacije, koju je fenomenološki uveo Einstein, dugo se smatrala intrinzičnim svojstvom atoma (molekula). U termodinamičkoj ravnoteži s okolinom, jedan od najvažnijih znakova ovog svojstva je njegova nepovratnost. Ova značajka je posljedica interakcije atoma (molekule) s beskonačnim brojem načina vakuumskog stanja . Promjena broja modova dovodi do promjene brzine spontanog opuštanja. Da biste to postigli, možete staviti atom u rezonator[1] .

Razmotrimo atom s jednim elektronom s dvije energetske razine i međusobno podijeljene po vrijednosti ... Srednji kvadrat amplitude električnog vakuumskog polja jednaki , gdje - osjetljivost okoline, - volumen prostora u kojem se širi zračenje. Energija koja se zrači u jednom modu jednaka je , ovdje Je matrični element električnog dipola. Ova frekvencija se naziva vakuumska Rabi frekvencija.

Vjerojatnost emisija fotona, poznata kao - Einsteinov koeficijent, jednak je

ovdje broj modova u jediničnom frekvencijskom rasponu (gustoća modova).

Vjerojatnost pronalaska atoma u pobuđenom stanju nakon njegovog uzbuđenja do razine jednako je ...

Uzrok spontane emisije

Proces spontane emisije ne može se objasniti sa stajališta izvorne verzije kvantne mehanike, gdje je postojala kvantizacija energetskih razina atoma, ali nije bilo kvantizacije elektromagnetskog polja. Pobuđena stanja atoma točna su stacionarna rješenja Schrödingerove jednadžbe . Dakle, atomi moraju ostati u pobuđenom stanju neograničeno. Uzrok spontane emisije je interakcija atoma s oscilacijama elektromagnetskog polja nulte točke u vakuumu. Stanja atoma prestaju biti stacionarna kao rezultat djelovanja komponente vibracija nulte točke s frekvencijom jednakom frekvenciji emitiranog kvanta [2] .

vidi također

Bilješke (uredi)

  1. Serge, KLleppner, 1989 .
  2. A. B. Migdal , V. P. Krainov. Poglavlje 1. Procjene dimenzija i modela. 4. Procjene u kvantnoj elektrodinamici. Nulte oscilacije elektromagnetskog polja // Približne metode kvantne mehanike. - Moskva: Nauka, 1966. - P. 47-50.

Književnost