Физика. Электромагнитные колебания. Квантовая теория излучения. Иваницкая Ж.Ф. - 115 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

она имеют уровни энергии, характеризуемые состояниями 1S,
2S, 2P.
При возбуждении атомов электрическим разрядом
у гелия появляются возбужденные уровни более высокой энер-
гии 2S, 3S, 2P, 3P, …, а у неона – 3S, 4S, 5S, ..., 3P ...
На рис. 11.1 приведе-
ны значения этих возбуж-
денных уровней энергии
в электрон-вольтах, при-
чем оказалось, что возбуж-
денные уровни 2S гелия
совпадают с возбужденны-
ми уровнями 4S и 5S неона.
Получилась среда с инверс-
ной заселенностью уров-
ней. Для генерации фото-
нов такой средой необходимо несколько условий, обеспечи-
вающих обратную связь между излучаемым потоком и вынуж-
денным излучением атомов рабочего вещества.
Гелий Неон
Рис. 11.1. Уровни энергии возбужденных
атомов гелия и неона
11.2. Спонтанное и стимулированное излучения
При поглощении фотона атом переходит в возбужденное
состояние. На рис. 11.1 эти переходы с низких энергетических
уровней на более высокие показаны штрихованными стрелка-
ми. В возбужденном состоянии атом находится 10
–8
с, после
чего испускает фотон, переходя на более низкий энергетиче-
ский уровень. Энергия испущенного фотона равна разности
энергий тех уровней, между которыми произошел переход
электрона:
h
ν
=
ε
n
–
ε
k
,
(11.1)
где n > k.
Процесс излучения может быть как спонтанным (само-
произвольным), так и стимулированным (индуцированным).
Спонтанное излучение происходит без воздействия на атом и
обусловлено лишь неустойчивостью его возбужденного со-
стояния вследствие взаимодействия его электронов с вакуу-
мом. Физический вакуум не является абсолютной пустотой –
он представляет собой состояние материи с наименьшей энер-
115
она имеют уровни энергии, характеризуемые состояниями 1S,
2S, 2P. При возбуждении атомов электрическим разрядом
у гелия появляются возбужденные уровни более высокой энер-
гии 2S, 3S, 2P, 3P, …, а у неона – 3S, 4S, 5S, ..., 3P ...
                                            На рис. 11.1 приведе-
                                        ны значения этих возбуж-
                                        денных уровней энергии
                                        в электрон-вольтах, при-
                                        чем оказалось, что возбуж-
                                        денные уровни 2S гелия
                                        совпадают с возбужденны-
                                        ми уровнями 4S и 5S неона.
               Гелий       Неон         Получилась среда с инверс-
 Рис. 11.1. Уровни энергии возбужденных ной заселенностью уров-
            атомов гелия и неона        ней. Для генерации фото-
нов такой средой необходимо несколько условий, обеспечи-
вающих обратную связь между излучаемым потоком и вынуж-
денным излучением атомов рабочего вещества.

      11.2. Спонтанное и стимулированное излучения
    При поглощении фотона атом переходит в возбужденное
состояние. На рис. 11.1 эти переходы с низких энергетических
уровней на более высокие показаны штрихованными стрелка-
ми. В возбужденном состоянии атом находится 10–8 с, после
чего испускает фотон, переходя на более низкий энергетиче-
ский уровень. Энергия испущенного фотона равна разности
энергий тех уровней, между которыми произошел переход
электрона:
                         hν = εn – εk,                      (11.1)
где n > k.
    Процесс излучения может быть как спонтанным (само-
произвольным), так и стимулированным (индуцированным).
Спонтанное излучение происходит без воздействия на атом и
обусловлено лишь неустойчивостью его возбужденного со-
стояния вследствие взаимодействия его электронов с вакуу-
мом. Физический вакуум не является абсолютной пустотой –
он представляет собой состояние материи с наименьшей энер-
                               115

Страницы