Атомная и ядерная физика: Физический практикум по курсу "Физические основы квантовой электроники". Часть 1. Затрудина Р.Ш. - 25 стр.

UptoLike

Составители: 

25
2. Ïðè ïåðåõîäå àòîìà èç îäíîãî ñòàöèîíàðíîãî ñîñòîÿíèÿ ñ
áîëüøåé ýíåðãèåé â äðóãîå ñòàöèîíàðíîå ñîñòîÿíèå ñ ìåíüøåé
ýíåðãèåé àòîì èçëó÷àåò êâàíò ñâåòà ñ ÷àñòîòîé
ω=
EE
nm
η
, (1)
ãäå E
n
— ýíåðãèÿ íà÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ, E
m
— ýíåðãèÿ êîíå÷-
íîãî ñîñòîÿíèÿ, ћ — ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà.
Ìîäåëü àòîìà Ðåçåðôîðäà — Áîðà ïîçâîëÿåò òåîðåòè÷åñêè
íàéòè ÷àñòîòû èçëó÷åíèÿ, âîçíèêàþùèå ïðè ïåðåõîäå ýëåêòðî-
íà ñ îäíîãî óðîâíÿ íà äðóãèå. Ñõåìàòè÷åñêè âîäîðîäîïîäîáíûé
àòîì ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìó èç ÿäðà è îäíîãî ýëåêòðîíà.
Ìàññà ÿäðà ìíîãî áîëüøå ìàññû ýëåêòðîíà, ïîýòîìó ÿäðî ìîæ-
íî ñ÷èòàòü íåïîäâèæíûì. Äëÿ ïðîñòîòû ïîëîæèì, ÷òî ýëåêòðîí
äâèæåòñÿ âîêðóã ÿäðà ñ çàðÿäîì Z ïî êðóãîâîé îðáèòå ðàäèóñà r.
Ñî ñòîðîíû ÿäðà íà ýëåêòðîí äåéñòâóåò êóëîíîâñêàÿ ñèëà ïðè-
òÿæåíèÿ, ñîîáùàÿ åìó öåíòðîñòðåìèòåëüíîå óñêîðåíèå
Ze
r
mv
r
e
2
0
2
2
4
πε
=
. (2)
Ïîòåíöèàëüíàÿ ýíåðãèÿ ýëåêòðîíà â ïîëå ÿäðà
E
Ze
r
n
=−
2
0
4
πε
, (3)
à åãî ïîëíàÿ ýíåðãèÿ ñêëàäûâàåòñÿ èç ïîòåíöèàëüíîé è êèíå-
òè÷åñêîé ýíåðãèé è, ñîîòâåòñòâåííî, ðàâíà
EE E
Ze
r
nk
=+=
2
0
8
πε
. (4)
Ñîãëàñíî ïîñòóëàòàì Áîðà, â àòîìå ñóùåñòâóþò ëèøü îï-
ðåäåëåííûå óñòîé÷èâûå ñîñòîÿíèÿ, íàõîäÿñü â êîòîðûõ ýëåêò-
ðîí íå èçëó÷àåò. Ýòèì óñòîé÷èâûì ñîñòîÿíèÿì ñîîòâåòñòâóþò
îïðåäåëåííûå îðáèòû. Ðàäèóñû ýòèõ îðáèò îïðåäåëÿþòñÿ ïðà-
âèëàìè êâàíòîâàíèÿ: ìîìåíò èìïóëüñà ýëåêòðîíà íà n-é îðáèòå
ðàâåí öåëîìó ÷èñëó ïîñòîÿííûõ Ïëàíêà.
L = nћ, (5)