Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 147 стр.

UptoLike

ýíåð ãèÿ ñè ñ òå ìû ñî õðà íÿ åò ñÿ, íå ëü çÿ îïðå äå ëèòü íå óï ðó ãèå
ïðî öåñ ñû êàê ïðî öåñ ñû ñ áî ëü øèì èç ìå íå íè åì ýíåð ãèè. Çäåñü
íå óï ðó ãè ìè ïðî öåñ ñà ìè áó äóò íà çû âà òü ñÿ òà êèå, êî òî ðûå íå
ñî õðà íÿ þò ÷èñ ëà ÝÂ. Îíè ñî îò âåò ñò âó þò ÷ëå íàì (ii)–(v) â
ìàò ðè÷ íîì ýëå ìåí òå (11.6). Çäåñü íå âêëþ ÷à åò ñÿ â ïî íÿ òèå
íå óï ðó ãî ãî ïðî öåñ ñà òà êèå ðàñ ñå ÿ íèÿ, ïðè êî òî ðûõ îäíî âîç -
áóæ äå íèå çà ìå íÿ åò ñÿ äðó ãèì. Òåì ñà ìûì ïðå îá ðà çî âà íèå âîç -
áóæ äåí íî ãî ñî ñòî ÿ íèÿ ýê ñè òî íà â ñî ñòî ÿ íèå ðàç äå ëåí íîé
ýëåê ò ðîí íî-äû ðî÷ íîé ïàðû ðàñ ñìàò ðè âà åò ñÿ êàê óïðó ãèé
ïðî öåññ.
Çà êîí ñî õðà íå íèÿ ýíåð ãèè òðå áó åò, ÷òî ðàñ ñå ÿ íèå ðàç ðå -
øå íî, åñëè ýíåð ãèÿ îä íî ãî ÝÂ âîç ðà ñ òà åò, à äðó ãî ãî óáû âà -
åò (÷òî îïðå äå ëÿ åò ñÿ ïðè ñóò ñò âè åì äâóõ ÷à ñ òîò íî-çà âè ñè ìûõ
d
-ôóí ê öèé â (I.3.48)). Òåì ñà ìûì ïðî öåñ ñû îä íî âðå ìåí íî ãî
ñî çäà íèÿ èëè àí íè ãè ëÿ öèè Ý íå ìî ãóò âñòðå ÷à òü ñÿ â êè íå òè -
÷å ñêîì óðàâ íå íèè (òà êèå êîì áè íà öèè ìîã ëè áû ñî äåð æàòü
÷ëåí (iv) â ïåð âîì êâàä ðà òå ìàò ðè÷ íî ãî ýëå ìåí òà è ÷ëåí (v)
— âî âòî ðîì). Êàê óæå óïî ìè íà ëîñü âûøå, êîì áè íà öèè, ñî -
äåð æà ùèå îä íî âðå ìåí íî ÷ëå íû èç ãðóï ïû àí íè ãè ëÿ öèè è
ãðóï ïû ðîæ äå íèÿ (íà ïðè ìåð, êîì áè íà öèÿ, îïè ñû âà þ ùàÿ
ðàñ ïàä ýê ñè òî íà ñ ñî çäà íè åì ýëåê ò ðîí íî-äû ðî÷ íîé ïàðû) íå
äîë æíû ðàñ ñìàò ðè âà òü ñÿ êàê íå óï ðó ãèå ïðî öåñ ñû. Òà êèå ïðî -
öåñ ñû ïðè âî äÿò, íà ïðè ìåð, ê ýô ôåê òó Ôàíî (ñì. ðàç äåë
I.7.3). Òà êèì îá ðà çîì, âñå èí òå ðå ñó þ ùèå íàñ ãëó áî êî íå óï ðó -
ãèå ïðî öåñ ñû äîë æíû ñî äåð æàòü ÷ëåí èç ãðóï ïû (i) â êâàä ðà -
òå îä íî ãî èç ìàò ðè÷ íûõ ýëå ìåí òîâ è ÷ëåí èç ëþ áîé äðó ãîé
ãðóï ïû â êâàä ðà òå äðó ãî ãî ìàò ðè÷ íî ãî ýëå ìåí òà.
Ñî ïðî âîæ äàòü ÷ëå íû òèïà (i) ìî ãóò êàê ÷ëå íû èç ãðóï ïû
àí íè ãè ëÿ öèè, òàê è ãðóï ïû ðîæ äå íèÿ. Îä íà êî íå îá õî äè ìî
ó÷åñòü, ÷òî ðå ëàê ñà öè îí íûé ïðî öåññ äîë æåí óâå ëè ÷è âàòü ýí ò -
ðî ïèþ ñè ñ òå ìû, òî åñòü ðå ëàê ñà öè îí íûå ïðî öåñ ñû èäóò â
îñíîâ íîì ñ óâå ëè ÷å íè åì ïîë íî ãî ÷èñ ëà ÝÂ. Ýòî ñâÿ çà íî ñ ïîë -
íûì ÷èñ ëîì ñî ñòî ÿ íèé â ñè ñ òå ìå ñ
m
âîç áóæ äå íè ÿ ìè. Â ðàç äå -
ëå 2.1 áûëî ïî êà çà íî, ÷òî ïîë íîå ÷èñ ëî ñî ñòî ÿ íèé âîç ðà ñ òà åò
êàê
( )N Z
m
ñ ðî ñ òîì
m
, ãäå
N Z
äëÿ ìàê ðî ñêî ïè ÷å ñêîé ñè ñ òå -
ìû ïî ðÿä êà
10
23
. Ïî ý òî ìó ïðî öåñ ñû ñ óìå íü øå íè åì ÷èñ ëà ÝÂ
èìå þò ïðå íå áðå æè ìî ìà ëóþ âå ðî ÿò íîñòü (çà èñê ëþ ÷å íè åì
ïðî öåñ ñîâ íà ðå êîì áè íà öè îí íîé ñòà äèè ðå ëàê ñà öèè). Òåì ñà -
ìûì áó äóò ðàñ ñìàò ðè âà òü ñÿ òî ëü êî òà êèå ïðî öåñ ñû, êî òî ðûå
íå óìå íü øà þò ÷èñ ëà Ý ïðè ðàñ ñå ÿ íèè. Òà êîå ïðåä ïî ëî æå íèå
íå ïðå ïÿò ñò âó åò ðàñ ñìîò ðå íèþ ðå êîì áè íà öè îí íîé ñòà äèè,
147
ýíåðãèÿ ñèñòåìû ñîõðàíÿåòñÿ, íåëüçÿ îïðåäåëèòü íåóïðóãèå
ïðîöåññû êàê ïðîöåññû ñ áîëüøèì èçìåíåíèåì ýíåðãèè. Çäåñü
íåóïðóãèìè ïðîöåññàìè áóäóò íàçûâàòüñÿ òàêèå, êîòîðûå íå
ñîõðàíÿþò ÷èñëà ÝÂ. Îíè ñîîòâåòñòâóþò ÷ëåíàì (ii)–(v) â
ìàòðè÷íîì ýëåìåíòå (11.6). Çäåñü íå âêëþ÷àåòñÿ â ïîíÿòèå
íåóïðóãîãî ïðîöåññà òàêèå ðàññåÿíèÿ, ïðè êîòîðûõ îäíî âîç-
áóæäåíèå çàìåíÿåòñÿ äðóãèì. Òåì ñàìûì ïðåîáðàçîâàíèå âîç-
áóæäåííîãî ñîñòîÿíèÿ ýêñèòîíà â ñîñòîÿíèå ðàçäåëåííîé
ýëåêòðîííî-äûðî÷íîé ïàðû ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê óïðóãèé
ïðîöåññ.
     Çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè òðåáóåò, ÷òî ðàññåÿíèå ðàçðå-
øåíî, åñëè ýíåðãèÿ îäíîãî ÝÂ âîçðàñòàåò, à äðóãîãî — óáûâà-
åò (÷òî îïðåäåëÿåòñÿ ïðèñóòñòâèåì äâóõ ÷àñòîòíî-çàâèñèìûõ
d-ôóíêöèé â (I.3.48)). Òåì ñàìûì ïðîöåññû îäíîâðåìåííîãî
ñîçäàíèÿ èëè àííèãèëÿöèè Ý íå ìîãóò âñòðå÷àòüñÿ â êèíåòè-
÷åñêîì óðàâíåíèè (òàêèå êîìáèíàöèè ìîãëè áû ñîäåðæàòü
÷ëåí (iv) â ïåðâîì êâàäðàòå ìàòðè÷íîãî ýëåìåíòà è ÷ëåí (v)
— âî âòîðîì). Êàê óæå óïîìèíàëîñü âûøå, êîìáèíàöèè, ñî-
äåðæàùèå îäíîâðåìåííî ÷ëåíû èç ãðóïïû àííèãèëÿöèè è
ãðóïïû ðîæäåíèÿ (íàïðèìåð, êîìáèíàöèÿ, îïèñûâàþùàÿ
ðàñïàä ýêñèòîíà ñ ñîçäàíèåì ýëåêòðîííî-äûðî÷íîé ïàðû) íå
äîëæíû ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê íåóïðóãèå ïðîöåññû. Òàêèå ïðî-
öåññû ïðèâîäÿò, íàïðèìåð, ê ýôôåêòó Ôàíî (ñì. ðàçäåë
I.7.3). Òàêèì îáðàçîì, âñå èíòåðåñóþùèå íàñ ãëóáîêî íåóïðó-
ãèå ïðîöåññû äîëæíû ñîäåðæàòü ÷ëåí èç ãðóïïû (i) â êâàäðà-
òå îäíîãî èç ìàòðè÷íûõ ýëåìåíòîâ è ÷ëåí èç ëþáîé äðóãîé
ãðóïïû — â êâàäðàòå äðóãîãî ìàòðè÷íîãî ýëåìåíòà.
     Ñîïðîâîæäàòü ÷ëåíû òèïà (i) ìîãóò êàê ÷ëåíû èç ãðóïïû
àííèãèëÿöèè, òàê è ãðóïïû ðîæäåíèÿ. Îäíàêî íåîáõîäèìî
ó÷åñòü, ÷òî ðåëàêñàöèîííûé ïðîöåññ äîëæåí óâåëè÷èâàòü ýíò-
ðîïèþ ñèñòåìû, òî åñòü ðåëàêñàöèîííûå ïðîöåññû èäóò â
îñíîâíîì ñ óâåëè÷åíèåì ïîëíîãî ÷èñëà ÝÂ. Ýòî ñâÿçàíî ñ ïîë-
íûì ÷èñëîì ñîñòîÿíèé â ñèñòåìå ñ m âîçáóæäåíèÿìè.  ðàçäå-
ëå 2.1 áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ïîëíîå ÷èñëî ñîñòîÿíèé âîçðàñòàåò
êàê (N Z)m ñ ðîñòîì m, ãäå N Z äëÿ ìàêðîñêîïè÷åñêîé ñèñòå-
ìû ïîðÿäêà 1023 . Ïîýòîìó ïðîöåññû ñ óìåíüøåíèåì ÷èñëà ÝÂ
èìåþò ïðåíåáðåæèìî ìàëóþ âåðîÿòíîñòü (çà èñêëþ÷åíèåì
ïðîöåññîâ íà ðåêîìáèíàöèîííîé ñòàäèè ðåëàêñàöèè). Òåì ñà-
ìûì áóäóò ðàññìàòðèâàòüñÿ òîëüêî òàêèå ïðîöåññû, êîòîðûå
íå óìåíüøàþò ÷èñëà Ý ïðè ðàññåÿíèè. Òàêîå ïðåäïîëîæåíèå
íå ïðåïÿòñòâóåò ðàññìîòðåíèþ ðåêîìáèíàöèîííîé ñòàäèè,

                           147