Kvant elektronikasının əsasları
§ 1.2. Spontan və məcburi şüalanma. Eynşteyn əmsalları
Yüklə 0,9 Mb.
|
|
§ 1.2. Spontan və məcburi şüalanma. Eynşteyn əmsalları
A.Eynşteyn sübut etmişdir ki, atomlarla elektromaqnit şüalanmasının qarşılıqlı təsiri zamanı üç proses - udulma, spontan (özbaşına) və məcburi şüalanma prosesləri baş verir. İndi həmin prosesləri araşdıraq. Tutaq ki, atom ixtiyari En (En >Em) həyəcanlanmış enerji səviyyəsindədir. Atomun belə halı dayanıqlı deyildir. Çox kiçik zaman müddətindən sonra atom xarici sahənin təsiri olmadan En enerji səviyyəsindən aşağı Em enerji səviyyəsinə keçəcəkdir. Belə şüalanma özbaşına və yaxud spontan şüalanma adlanır. Müxtəlif atomların spontan şüalanma aktları xaotik olaraq baş verir. Ona görə də spontan şüalanma qeyri-koherent şüalanmadır. Bu halda ayn-ayrı atomların şüalandırdığı dalğaların fazaları, yayılma istiqamətləri və polyarlaşması təsadüfı xarakter daşıyır. Atömun spontan şüalanmasının mövcudluğu həm klassik həm də kvant fızikasında izah olunur. Klassik elektrodinamikaya görə nüvə ətrafında ftrlanan elektron elektromaqnit dalğası şəklində enerji şüalandırır. Bu spontan şüalanmadır. Kvant elektrodinamikasına görə spontan şüalanmanın səbəbi atomun yuxarı enerji səviyyəsindən sahənin sıfırıncı rəqslərinin təsirilə aşağı enerji səviyyəsinə keçməsidir. Kvant sistemi həyəcanlanmış səviyyədən aşağı səviyyəyə xarici elektromaqnit sahəsinin təsirilə də keçə bilər. Bu halda xarici elektromaqnit sahəsinin tezliyi atomun enerji səviyyələrinə uyğun olmalıdır. Elektromaqnit sahəsinin təsirilə baş verən bu əlavə şüalanma məcburi (təsirlə) şüalanma adlanır. Məcburi şüalanma zamanı yaranan kvantların tezliyi, yayılma istiqaməti, polyarlaşması və fazası xarici elektromaqnit sahəsinin kvantlarının uyğun xarakteristikaları ilə eynidir. Məcburi şüalanma koherent şüalanmadır. Spontan və məcburi şüalanmalardan başqa atomun elektromaqnit dalğası ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində rezonans udulma hadisəsi baş verə bilər. Aşağı Em enerji səviyyəsində olan atom elektromaqnit sahəsinin təsirilə yuxari En enerji səviyyəsinə keçdikdə enerjisi hvmn =Em-En olan kvant udulacaqdır. Bu halda rezonans udulma və yaxud sadəcə udulma baş verir. İndi Em və En enerji səviyyələri olan zərrəciklər sisteminə baxaq. Tutaq ki, həmin sistem N sərbəst atomdan ibarətdir. Maddənin vahid həcmində t zaman anında En enerjisi olan atomların sayı Nn-ə bərabərdir. Müəyyən dt zaman müddətində En səviyyəsindən spontan şüalanma yolu ilə keçən atomların sayı En seviyyəsində olan atomların sayı Nn ilə mütənasibdir: dNn=-AnmNndt. (1) Burada mütənasiblik əmsalı Аnm - vahid zamanda bir atomun spontan keçidlərinin sayıdır. Anm spontan keçidin ehtimalı və yaxud spontan şüalanma üçün Eynşteyn əmsalı adlanır. Anm kəmiyyətinin vahidi san-1-dir. Qeyd etmək lazımdar ki, kvant keçidlərinin ehtimalları riyazi mənada işlədilən ehtimallardan fərqlidir. Riyazi ehtimal adsız kəmiyyətdir və vahiddən böyük ola bilməz. Kvant keçidlərinin ehtimalları isə san-1 vahidi ilə ölçülür və çox zaman böyük rəqəmlərlə ifadə olunur. Müəyyən dt zaman müddətində məcburi şüalanma yolu ilə baş verən keçidlərin sayı En → Em keçidində iştirak edən atomların sayı Nn -ə məcburedici enerjinin spektral sıxlığı u(ν) ilə mütənasibdir:
Elektromaqnit sahəsinin təsirilə zerrəciklər aşağı səviyyələrdən yuxarı səviyyələrə də keçə bilər. Bu hadisədə maddə tərəfindən sahənin enerjisi udulur. Udulma nəticəsində dt müddətində baş verən En → Em keçidlərinin sayı Em səviyyəsindəki atomların sayı Nm və enerjinin spektral sıxlığı u(ν) mütənasibdir. dNm=-Bmnu(v)Nm dt. (3) Bu düstürdan görünür ki, Bmnu(v) kəmiyyəti vahid zamanda bir zərrəcik üçün hesablanmış keçidlərin sayına bərabərdir. Bmnu(v) vahid zamanda udulmanın ehtimalı olduğuna görə ölçü vahidi san-1-dir. Bnmudulma üçün Eynşteyn əmsalı adlanır. Yüklə 0,9 Mb. Dostları ilə paylaş:
|