Материал: взаим_изл_вещ_л2_2013
Взаємодія випромінювання |
Квантова електроніка |
|
|
із речовиною |
|
Еn 
Еn 
|
|
|
mn |
|
nm |
|
Еm |
|
|
Еm |
|
||
|
|
|||||
|
|
|
а) |
|
|
б) |
Рис. Безвипромінювальні переходи
Імовірність безвипромінювального переходу за одиницю часу з
верхнього рівня на нижній прийнято позначати snm, а з нижнього на верхній -- smn.
snm |
smn exp |
mn |
|
kT |
|||
|
|
Взаємодія випромінювання |
Квантова електроніка |
|
|
із речовиною |
|
Імовірність безвипромінювального переходу визначається середньою кількістю актів віддачі або отримання квантів енергії однією
часткою за одиницю часу.
Середній час життя атома відносно безвипромінювального
переходу:
|
1 |
або |
|
1 |
|
nm |
|
mn |
|
||
snm |
smn |
||||
|
|||||
|
|
|
Взаємодія випромінювання |
Квантова електроніка |
|
|
із речовиною |
|
Якщо квантова частинка здійснює перехід зі збудженого стану n
у результаті спонтанного, індукованого та безвипромінювального
переходів
1=1/Аmn, |
2 =1/Bmn ( ), |
3=1/smn |
1 1 1 1
n |
1 |
2 |
3 |
Взаємодія випромінювання |
Квантова електроніка |
|
|
||
із речовиною |
|
|
Е2 |
N2 |
|
|
Рис. |
Дворівнева |
невироджена |
|
замкнена атомна система |
з нескінченно |
|
|
вузькими енергетичними рівнями. |
||
Е1 |
N1 |
|
|
Загальна кількість атомів, що знаходяться в станах Е1 та Е2
N1 + N2 = Ntot
Взаємодія випромінювання |
Квантова електроніка |
|
|
із речовиною |
|
При спонтанних переходах швидкість зміни населеності рівня Е2
|
|
|
dN2 |
A21 N2 |
||
|
|
|
|
dt |
||
|
|
|
|
|
||
При вимушених переходах з випромінюванням швидкість зміни |
||||||
населеності рівня Е2 |
|
dN2 |
|
|
||
|
|
( )B21 N2 |
||||
|
|
dt |
||||
|
|
|
||||
При вимушених переходах з поглинанням швидкість зміни |
||||||
населеності рівня Е1 |
dN1 |
|
|
|||
|
( )B12 N1 |
|||||
|
dt |
|||||
|
|
|||||