Acest raport indică echiprobabilitatea emisiilor și absorbției stimulate pentru statele nondegenerate.
Probabilitatea de absorbție și emisia stimulată W se datorează elementului matrice al operatorului momentului dipol electric μ. Conform expresiei (1.17), probabilitatea de tranziție W = 0 dacă μ = 0. O astfel de tranziție numită tranziție interzisă în apropierea dipol electric. Acesta este cazul când funcțiile eigen staționare u 1 (r) și u 2 (r) sunt simultan fie funcții simetrice, fie antisimetrice. Aceasta înseamnă că, la punctele r și - funcția r u (- r) = u (r) este simetrică (sau chiar) și asimetrice (nui adevărat) dacă u (- r) = - u (r). În consecință, funcțiile proprii trebuie să fie simultan egale în valoare și opuse în semn. transformare matematică detaliată care nu este prezentată aici arată că pentru a îndeplini condițiile de hamiltonian H (r) este invariant operațiunile inversiune, adică. Sistemul nucleară trebuie să aibă centrul de inversiune.
Astfel, tranzițiile dipol electric apar numai între stările de paritate opuse, iar statele energetice au o paritate certă în cazul în care hamiltonianul sistemului este invariantă în raport cu inversiune.
Totuși, tranziția interzisă în aproximarea electrodipolului nu înseamnă că atomul nu poate face tranziția de la nivelul 1 la nivelul 2 sub influența undelor electromagnetice incidente. În acest caz, tranziția poate să apară ca urmare a interacțiunii dintre câmpul magnetic
și momentul dipolului magnetic al atomului. Tranzițiile dipolului magnetic sunt permise între două state cu aceeași paritate (între două state paralele sau două). În consecință, tranziția, care este interzis în apropierea dipol electric este permisă în abordarea magnetodipole și vice-versa. Ordinul de mărime al dipol magnetic și probabilități raportul dipol electric W e / W m ≈ 10 5. confirmă această dată că energia de interacțiune a electrice dipol μ e E 0 este mult mai mare decât energia de interacțiune dipol magnetic p m B 0.
1.7. Secțiunea de absorbție. Coeficienți de absorbție și amplificare. Efectul de saturație. Inversiunea populației
În echilibrul termodinamic, conform legii lui Boltzmann,
Aici se presupune că σ = σ 12 = σ 21. Dacă nivelele au aceeași greutate statistică g 12 = g 21. nu există degenerare. Pentru a mări energia radiațiilor, este necesar ca condiția N 2> N 1 să fie îndeplinită, ceea ce înseamnă că populația de la nivelul superior ar trebui să depășească populația celei inferioare.
Astfel, în sistemul atomic apare o creștere a intensității radiației externe atunci când distribuția echilibrată a populațiilor este atât de deranjată încât nivelurile superioare sunt mai populate decât cele inferioare, adică distribuția populației este inversată.
Sistemul atomic. în care un nivel situat mai înalt este populat mai puternic decât nivelul inferior. se numește un sistem de inversare a populației.
Un astfel de sistem este numit un sistem cu absorbție negativă, adică cu amplificare. Valoarea egală cu g = σ (N 2 - N 1), atunci când N 2> N 1 este câștigul diferențial sau indicele de câștig.
Când se emite lumină de intensitate ridicată, nivelurile superioare sunt golite mai puternic, cu atât este mai mare I. Aceasta duce la o scădere a câștigului, care, atunci când este uniform saturat, este exprimată ca
Articole similare
-
Secretele de supraviețuire în tranziția de la programul universitar la cel de masterat
-
Stretch tavan cu o trecere la perete - caracteristici și aplicații
Trimiteți-le prietenilor: