Читайте также:
|
|
При излучательных переходах между уровнями Е2 и £, в системе различных микрочастиц частота излучения по формуле (11.1)
£ -£
должна быть одинаковой vn = v21 = —-- (рис. 11.3, а). Однако в
И
соответствии с принципом Паули, в системе частиц не может быть более двух частиц, имеющих одинаковую энергию. 11оэтому при образовании ансамбля одинаковых частиц их энергетические уровни несколько расщепляются. Степень размытия уровней определяется принципом неопределенности Гейзенберга:
Д£Д/2гй, (11.13)
гДе АЕ и А/ — неопределенности энергии возбужденного состояния и времени нахождения в возбужденном состоянии.
h = — = 1.0546 ■ 10-34 Дж ■ с - (постоянная Дирака). 2л
То есть энергии возбужденных уровней не могут быть строго '"Ределенными. а обладают некоторой шириной. Чем точнее опреде- одна величина, входящая в неравенство, тем менее определен- и оказывается значение другой.
л |
Определим частоту излучения при переходе с уровня 2 на уро. вень 1.
лс-'Г Л |
A£sL |
А AvJ |
0,5 /0 |
----- -Я-ДуД I I I jL. |
hv\. hv >' moo |
mm |
Рис. //.i. Энергет ические диаграммы системы микрочастиц: а - без растепления уровней:) - е растеплением верхнего уровня; в - е расщеплением опоих уровней
Время жизни частиц в возбужденном состоянии определяется
(11.4): т2=—. Неопределенность времени равна времени жизни Л2,
частицы, т.е. Д/ = т2. Подставляя А/ в (11.13), получаем неопределенность энергии уровня 2: А>— (рис. 11.3, б). Наиболее широ-
кими оказываются уровни с малым временем жизни.
Неопределенность частоты перехода между «размытыми» уровнями 2 и 1 с ширинами АЕ2 и А£, определяется суммой неопределенностей обоих энергетических уровней (рис. 11.3, в).
(А£2 +А£|) (11.14)
h
На рис. 11.4 приведен график спектральной линии I = /(v)-зависимость интенсивности излучения от частоты.
Ширина контура спектральной линии (Av„) - это разность
частот, на которых интенсивность / = 0,5/0 равна половине макс»
мального значения /0.
Частота квантового перехода - частота, соответствующая NiaK симуму спектральной линии. ь
Естественной шириной спектральной линии называется определяемая только временем жизни частиц по спонтанном) чению, и она является минимальной.
Рис. 11.4. График спектральной линии
Рис-11.5. ")нер1етичеекая диаграмма вынужденного |
Реальные спектральные линии имеют ширину больше естественной. Это происходит из-за наличия неупругих столкновений, при которых совершается дополнительные переходы между уровнями. Эти переходы сокращают время жизни частицы на уровне по сравнению со временем, обусловленным спонтанными переходами. Но уменьшение времени жизни частицы на уровне в соответствии с принципом неопределенности (11.13) к увеличению размытости уровня АЕ. что в свою очередь приводит к расширению спектра излучения.
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 115 | Нарушение авторских прав