Излучение и поглощение электромагнитных волн. Спонтанное и вынужденное излучение. Резонансное поглощение. Ширина спектральной линии. Коэффициенты Эйнштейна

Поглощение. Если атом находится в основном состоянии, то под действием внешнего излучения может осуществиться переход в возбужденное состояние, приводящий к поглощению излучения.

Спонтанное излучение. Атом находясь в возбужденном состоянии, может спонтанно (без внешних воздействий) перейти в основное состояние, испуская фотон с энергией hν=E2-E1. Процесс испускания фотона – спонтанное излучение. Т.к. спонтанные переходы взаимно не связаны, то спонтанное излучение некогерентно.

Вынужденное излучение. Если на атом, находящийся в возбужденном состоянии, действует внешнее излучение с частотой, удовлетворяющей условию hν=E2-E1, то возникает вынужденный (индуцированный) переход в основное состояние с излучением фотона той же энергии дополнительно к тому фотону, под действием которого произошел переход. Таким образом в процесс вынужденного излучения вовлечены два фотона: первичный, вызывающий испускание излучения возбужденным атомом, и вторичный, испущенный атомом.

Ширина спектральных линий, интервал частот ν (или длин волн), характеризующий спектральные линии в спектрах оптических атомов, молекул и др. квантовых систем.

Ширина спектральных линий Dnki определяется суммой ширин уровней энергии Ek и Ei.

Вероятность перехода атома с уровня m на уровень n - Wmn. Вероятность спонтанного перехода постоянна для данной пары уровней и равна Wmn=Amn. Вероятность вынужденного перехода пропорциональна спектральной объемной плотности энергии w вынуждающего излучения с частотой ν=(E_m-E_n)/h: Wmn=Bmn*w. Amn и Bmn – коэффициенты Энштена.

Билет №5.