Физика. Волновая и квантовая оптика. Барсуков В.И - 116 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

116
Оказывается, что интенсивность рассеянного света по мере пони-
жения температуры стремится не к нулю, а к некоторому конечному
значению, указывающему на то, что и при абсолютном нуле колебания
атомов в кристаллической решётке не прекращаются.
Квантовая механика позволяет вычислить вероятности различных
переходов квантовой системы из одного состояния в другое. Подобные
вычисления показывают, что для гармонического осциллятора воз-
можны лишь переходы между соседними уровнями. При таких пере-
ходах квантовое число
n
изменяется на единицу:
1
±
=
∆
n
.
Условия, накладываемые на изменения квантовых чисел при пе-
реходах системы из одного состояния в другое, называются правилами
отбора.
При переходах осциллятор излучает или поглощает фотон с час-
тотой, равной собственной частоте осциллятора, и энергией, равной
разности энергий между двумя соседними уровнями осциллятора:
ν=ν+−ν++=−
+
hhnhnEE
nn
)2/1()2/11(
1
,
т.е.
ν
h
. Таким образом, осциллятор частоты
ν
испускает излучение
той же частоты
ν
, как и в классической теории. Существенное разли-
чие состоит в механизме излучения: классический осциллятор испус-
кает излучение непрерывно, постепенно затухая при этом.
Квантовый осциллятор в стационарном состоянии совершает ко-
лебания, ничего не излучая. Излучение возникает лишь при переходе
осциллятора из данного энергетического состояния в ближайшее ниж-
нее. При этом вся энергия, теряемая осциллятором, отдаётся с одним
единственным, возникающим в момент перехода, фотоном. Будучи в
состоянии с минимальной энергией
ν= hE
2
1
0
, осциллятор колеблет-
ся, но излучения испустить не может.
То же относится к поглощению излучения. Классический осцил-
лятор способен черпать энергию из поля излучения непрерывно, так
же непрерывно увеличивая амплитуду колебаний. Квантовый осцилля-
тор поглощает излучение (частоты
ν
) порциями, поднимаясь скачком
на ближайший энергетический уровень.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Пример 7.1. На узкую щель шириной а = 1 мкм направлен парал-
лельный пучок электронов, имеющих скорость 3,65⋅10
8
см/с.
Определить, учитывая волновые свойства электронов, расстояние
между двумя максимумами первого порядка в дифракционной карти-
не, полученной на экране, отстоящем на L = 10 см от щели.

Страницы