Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть I. Васильев А.Н - 94 стр.

UptoLike

ïðèáëèæåíèè ïðîïîðöèîíàëåí âåðîÿòíîñòè ôîòîèîíèçàöèè
èçîëèðîâàííîãî àòîìà. Çíà÷åíèå ìàòðè÷íîãî ýëåìåíòà äè
-
ïîëüíîãî ìîìåíòà îïðåäåëÿåòñÿ àñèìïòîòè÷åñêèì ïîâåäåíèåì
ôóíêöèè îñòîâíîãî ñîñòîÿíèÿ íà áîëüøèõ ðàññòîÿíèÿõ. Äëÿ
îñòîâíîãî ñîñòîÿíèÿ ýòà àñèìïòîòèêà ÿâëÿåòñÿ ýêñïîíåíòîé,
ïîêàçàòåëü êîòîðîé ðàñòåò ñ ðîñòîì ýíåðãèè èîíèçàöèè ñîîò
-
âåòñòâóþùåãî óðîâíÿ
E
I
. Òåì ñàìûì ìàòðè÷íûé ýëåìåíò äè
-
ïîëüíîãî ìîìåíòà ñèëüíî çàâèñèò îò âîëíîâîãî âåêòîðà êîíå÷
-
íîãî ñîñòîÿíèÿ
pk= h
, îïðåäåëÿåìîãî ýíåðãèåé ïàäàþùåãî
ôîòîíà
pm E
I
=-2( )hw
:
ker
ep
i
pmE
I
~
()
22
+
(5.7)
(áîëåå ïîäðîáíî âûâîä ýòîé ôîðìóëû ðàññìàòðèâàåòñÿ â
÷åòâåðòîé ÷àñòè, ãäå îáñóæäàåòñÿ ôîòîèîíèçàöèÿ äåôåêòíûõ
ñîñòîÿíèé â òâåðäîì òåëå). Òåì ñàìûì êîýôôèöèåíò ïîãëîùå-
íèÿ â øèðîêîé îáëàñòè ýíåðãèé â îäíîýëåêòðîííîì ïðèáëè-
æåíèè ïðîïîðöèîíàëåí
ew w w
2
72
()~ ,
-
>>h E
I
. (5.8)
Äëÿ ýíåðãèé ôîòîíà âáëèçè ïîðîãà ïîãëîùåíèÿ ñ îñòîâ-
íîãî ñîñòîÿíèÿ ôîðìóëà (5.8) ñòàíîâèòñÿ íåïðèìåíèìîé ïî
ðÿäó ïðè÷èí. Ïðè ýòîì îíà íå ïðèìåíèìà è â èçîëèðîâàííûõ
àòîìàõ èç-çà ìíîãîýëåêòðîííûõ ýôôåêòîâ, â ðåçóëüòàòå êîòî-
ðûõ èçìåíÿåòñÿ ìàòðè÷íûé ýëåìåíò (5.7). Ýòè èçìåíåíèÿ
ìîæíî ïîäðàçäåëèòü íà íåñêîëüêî ãðóïï.
1. Ïåðåõîäû èç îñòîâíûõ ñîñòîÿíèé, êîòîðûå õàðàêòåðèçó
-
þòñÿ îïðåäåëåííûì çíà÷åíèåì îðáèòàëüíîãî êâàíòîâîãî
÷èñëà
l
, ïðîèñõîäÿò íå â ñîñòîÿíèÿ ïëîñêèõ âîëí, à â ñó
-
ïåðïîçèöèþ ïëîñêèõ âîëí, ïîñòðîåííóþ èç ôóíêöèé ñ
îäèíàêîâûì àáñîëþòíûì çíà÷åíèåì âîëíîâîãî âåêòîðà
k
è
ÿâëÿþùèõñÿ ñôåðè÷åñêèìè âîëíàìè ñ îðáèòàëüíûì ìî
-
ìåíòîì
¢
l
. Óãëîâàÿ ÷àñòü ýòîé ñóïåðïîçèöèè îïèñûâàåòñÿ
ñôåðè÷åñêîé ôóíêöèåé
Y
lm
¢¢
(, )qj
. Â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðàâè
-
ëàìè îòáîðà ìàòðè÷íûé ýëåìåíò äèïîëüíîãî ïåðåõîäà íå
ðàâåí íóëþ òîëüêî äëÿ ïåðåõîäîâ
lll®
¢
1
. Ïåðåõîäû â
äðóãèå ñîñòîÿíèÿ â äèïîëüíîì ïðèáëèæåíèè îòñóòñòâóþò,
è ïîÿâëÿþòñÿ òîëüêî ïðè ó÷åòå áîëåå âûñîêèõ ìóëüòèïî
-
ëåé. Ïåðåõîäû â ñîñòîÿíèÿ ñ áîëüøèì îðáèòàëüíûì êâàí
-
òîâûì ÷èñëîì
lll®
¢
=+1
îáû÷íî èìåþò èíòåíñèâíîñòü íà
93
ïðèáëèæåíèè ïðîïîðöèîíàëåí âåðîÿòíîñòè ôîòîèîíèçàöèè
èçîëèðîâàííîãî àòîìà. Çíà÷åíèå ìàòðè÷íîãî ýëåìåíòà äè-
ïîëüíîãî ìîìåíòà îïðåäåëÿåòñÿ àñèìïòîòè÷åñêèì ïîâåäåíèåì
ôóíêöèè îñòîâíîãî ñîñòîÿíèÿ íà áîëüøèõ ðàññòîÿíèÿõ. Äëÿ
îñòîâíîãî ñîñòîÿíèÿ ýòà àñèìïòîòèêà ÿâëÿåòñÿ ýêñïîíåíòîé,
ïîêàçàòåëü êîòîðîé ðàñòåò ñ ðîñòîì ýíåðãèè èîíèçàöèè ñîîò-
âåòñòâóþùåãî óðîâíÿ E I . Òåì ñàìûì ìàòðè÷íûé ýëåìåíò äè-
ïîëüíîãî ìîìåíòà ñèëüíî çàâèñèò îò âîëíîâîãî âåêòîðà êîíå÷-
íîãî ñîñòîÿíèÿ p = hk, îïðåäåëÿåìîãî ýíåðãèåé ïàäàþùåãî
ôîòîíà p = 2m(hw - E I ):
                        ep
     k er i ~                                            (5.7)
                (p + mE I )2
                  2


(áîëåå ïîäðîáíî âûâîä ýòîé ôîðìóëû ðàññìàòðèâàåòñÿ â
÷åòâåðòîé ÷àñòè, ãäå îáñóæäàåòñÿ ôîòîèîíèçàöèÿ äåôåêòíûõ
ñîñòîÿíèé â òâåðäîì òåëå). Òåì ñàìûì êîýôôèöèåíò ïîãëîùå-
íèÿ â øèðîêîé îáëàñòè ýíåðãèé â îäíîýëåêòðîííîì ïðèáëè-
æåíèè ïðîïîðöèîíàëåí
    e2 (w) ~ w- 7 2 ,    hw >> E I .                     (5.8)
    Äëÿ ýíåðãèé ôîòîíà âáëèçè ïîðîãà ïîãëîùåíèÿ ñ îñòîâ-
íîãî ñîñòîÿíèÿ ôîðìóëà (5.8) ñòàíîâèòñÿ íåïðèìåíèìîé ïî
ðÿäó ïðè÷èí. Ïðè ýòîì îíà íå ïðèìåíèìà è â èçîëèðîâàííûõ
àòîìàõ èç-çà ìíîãîýëåêòðîííûõ ýôôåêòîâ, â ðåçóëüòàòå êîòî-
ðûõ èçìåíÿåòñÿ ìàòðè÷íûé ýëåìåíò (5.7). Ýòè èçìåíåíèÿ
ìîæíî ïîäðàçäåëèòü íà íåñêîëüêî ãðóïï.
1. Ïåðåõîäû èç îñòîâíûõ ñîñòîÿíèé, êîòîðûå õàðàêòåðèçó-
   þòñÿ îïðåäåëåííûì çíà÷åíèåì îðáèòàëüíîãî êâàíòîâîãî
   ÷èñëà l, ïðîèñõîäÿò íå â ñîñòîÿíèÿ ïëîñêèõ âîëí, à â ñó-
   ïåðïîçèöèþ ïëîñêèõ âîëí, ïîñòðîåííóþ èç ôóíêöèé ñ
   îäèíàêîâûì àáñîëþòíûì çíà÷åíèåì âîëíîâîãî âåêòîðà k è
   ÿâëÿþùèõñÿ ñôåðè÷åñêèìè âîëíàìè ñ îðáèòàëüíûì ìî-
   ìåíòîì l ¢. Óãëîâàÿ ÷àñòü ýòîé ñóïåðïîçèöèè îïèñûâàåòñÿ
   ñôåðè÷åñêîé ôóíêöèåé Yl ¢m ¢ (q, j).  ñîîòâåòñòâèè ñ ïðàâè-
   ëàìè îòáîðà ìàòðè÷íûé ýëåìåíò äèïîëüíîãî ïåðåõîäà íå
   ðàâåí íóëþ òîëüêî äëÿ ïåðåõîäîâ l ® l ¢ = l ± 1. Ïåðåõîäû â
   äðóãèå ñîñòîÿíèÿ â äèïîëüíîì ïðèáëèæåíèè îòñóòñòâóþò,
   è ïîÿâëÿþòñÿ òîëüêî ïðè ó÷åòå áîëåå âûñîêèõ ìóëüòèïî-
   ëåé. Ïåðåõîäû â ñîñòîÿíèÿ ñ áîëüøèì îðáèòàëüíûì êâàí-
   òîâûì ÷èñëîì l ® l ¢ = l + 1 îáû÷íî èìåþò èíòåíñèâíîñòü íà

                                  93