Электротехнические установки и их источники питания. Бар В.И. - 78 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГУ | Тольятти

Составители: 

Рубрика: 

2
Если частица находится в возбужденном состоянии, а ее энергия
превышает максимально допустимое значение Е
0
, то такое состояние не
может сохраняться в течение значительного времени. Даже полностью
изолированная от внешней среды возбужденная частица через некоторое
время перейдет в состояние с меньшей энергией. При этом переходе она
испускает фотон. Такой переход называется самопроизвольным или
спонтанным излучением. Спонтанное излучение носит шумоподобный
характер. Отдельные акты спонтанного излучения различными частицами
происходят случайно. Момент излучения кванта каждой из возбужденных
частиц, направление его движения и поляризация не связаны с актом
испускания квантов другими такими же частицами. Все традиционные
источники света (нагретые тела, плазма газовых разрядов) дают спонтанно
излучаемый свет.
Иначе происходит процесс индуцированного излучения. Если
возбужденная частица находится под воздействием внешних
электромагнитных волн резонансной частоты, то она может перейти в
состояние с меньшей энергией. При этом она испускает квант, не отличимый
от приходящих извне, то есть имеющий такую же частоту, поляризацию и
направление распространения. Вероятность испускания индуцированного
излучения пропорциональна интенсивности внешнего излучения - числу
квантов в единицу времени. Фаза возникающих при индуцированных
переходах электромагнитных волн строго согласована с фазой внешних волн.
Поток индуцированного излучения отличается от первичного только
возрастающей интенсивностью.
Однако, в любой находящейся в термодинамическом равновесии или
вблизи его системе частиц заселенности более высоких уровней энергии
меньше заселенностей уровней, расположенных ниже. Поэтому процессы
поглощения квантов происходят чаще, чем индуцированное излучение. По
этой же причине электромагнитные волны резонансной частоты,
взаимодействуя с такими же частицами, рассеивают свою энергию и
затухают. В термодинамическом равновесии система не теряет и не
приобретает энергию, поэтому число переходов 1→2 и 2→1 совпадают, то
есть:
221221112
NANWNW
⋅
+
⋅
=
⋅
,
где W
12
и W
21
– вероятности вынужденных переходов в единицу времени;
А
21
– вероятность спонтанного перехода частицы из возбужденного
состояния в единицу времени, называется коэффициентом Эйнштейна для
спонтанных переходов.
Среднее время жизни частицы в возбужденном состоянии:
21
о
А
1
=τ .
Чтобы индуцированное излучение преобладало над поглощением,
необходимо за счет внешних сил вывести систему частиц из состояния
термодинамического равновесия. При этом за счет внешнего источника
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Страницы