спонтанного испускания

Переходы между различными электронными состояниями могут сопровождаться спонтанным, т. е. самопроизвольным или вынужденным (при воздействии излучения), испусканием и всегда вынужденным поглощением электромагнитного излучения. Наиболее важными являются электрические дипольные переходы, сопровождающиеся изменением электрического дипольного момента. Интенсивность в спектрах испускания и поглощения связана с вероятностью соответствующих переходов. Число фотонов Z, испущенных или поглощенных за единицу времени, пропорционально числу молекул N на уровне, с которого совершается переход. При спонтанном испускании (переход с п-го на т-й уровень) [c.313]

Время жизни, обусловленное процессами спонтанного испускания фотонов, называется радиационным временем жизни. [c.459]

Естественная ширина уровней энергии зависит от принципа неопределенности и характеризует спонтанные испускания, отсюда вытекает и контур линии спектра, и распределение интенсивностей внутри контура. Можно написать [c.302]

Для фотохимии и спектроскопии наиболее важны следующие три типа электронных переходов 1) спонтанное испускание 2) вынужденное испускание 3) вынужденное поглощение. [c.121]

При включении радиочастотного поля происходят переходы с нижнего уровня на верхний (поглощение) и обратно (спонтанное испускание) (см. рис. 5.30). Если вероятности обоих процессов одинаковы, то должно возникнуть быстрое насыщение уровней (выравнивание населенностей обоих уровней) и поглощение прекратится. Это, однако, не наблюдается в реальном веществе. Очевидно, что в системе спинов должен происходить процесс, позволяющий спинам отдавать свою энергию без излучения. Это — релаксационный процесс, непрерывно возвращающий систему спинов в равновесное состояние, которому отвечает распределение Больцмана. Он происходит вследствие взаимодействия ядерных спинов с решеткой, т. е. с окружающими данное ядро другими ядрами в веществе, находящимися в состоянии теплового движения. [c.336]

Следовательно, 1/Г определяет суммарную вероятность, отнесенную к единице времени, спонтанного испускания фотонов при квантовых переходах из состояния а) во все другие состояния, обладающие меньшей энергией. Согласно 94, вероятности [c.459]

В 16 было показано, что экспоненциальный закон распада связан с неопределенностью энергии квазистационарного состояния. Волновая функция этого состояния с учетом взаимодействия, приводящего к спонтанному испусканию фотонов, имеет вид [c.460]

Рис. 13.8. Индуцированное поглощение, индуцированное испускание и спонтанное испускание.

Большое различие времени жизни для состояний 51 и 71 становится понятным, если учесть соотношение между временем жизни То и коэффициентом Эйнштейна для спонтанного испускания Лг 1 (величиной, связанной с силой осциллятора) [c.404]

С возбуждением X на более высокий уровень в точности равна вероятности того, что это будет стимулировать испускание другого фотона к в результате перехода Y на более низкий уровень (см. рис. 111). Если заселенности обоих уровней одинаковы, то энергия, поглощенная от падающего пучка излучения, в точности равна энергии, возвращенной пучку за счет вынужденного испускания излучения. Если заселенности не одинаковы, то отношение поглощенной энергии к энергии, испущенной за счет вынужденного излучения, равно отношению щ1п . Излучение от спонтанного испускания некогерентное, т. е. кванты испускаются во всех направлениях и с произвольным распределением фаз во времени и пространстве. С другой стороны, вынужденное излучение находится в точности в фазе с стимулирующим излучением, так что если падающий пучок хорошо сфокусирован, то испускаемое излучение будет в значительной мере когерентным. [c.346]

Однако для переходов между двумя ориентациями ядерного спина кх кТ и отличие в равновесной заселенности двух уровней очень мало. Результирующая вероятность вынужденного излучения с верхнего уровня оказывается поэтому примерно такой же, как для поглощения с нижнего уровня. Вследствие очень малой разности энергий вероятность спонтанного испускания в этом случае пренебрежимо мала. Если бы обе заселенности были в точности одинаковы, вообще не происходило бы поглощения энергии от пучка радиочастотного излучения на каждые п абсорбированных квантов имелось бы п квантов, испускание которых было бы вызвано падающим пучком и которые находились бы полностью в одной фазе с ним. В действительности в поле в 10 ООО гс имеется избыток примерно в четыре протона на миллион в нижнем состоянии, так что должно происходить небольшое результирующее поглощение энергии, которое может быть детектировано и усилено с помощью обычных приемов электроники. Разность в заселенностях и, следовательно, результирующее поглощение можно усилить путем повышения и понижения Т. Экспериментальные трудности препятствуют значительному увеличению Н , но измерения можно проводить при низких температурах, [c.347]

В некоторых системах (твердые тела, жидкости и газы), где вероятность спонтанного испускания с верхнего уров- [c.347]

По отношению к поглощению обратным процессом является не спонтанное испускание, а процесс вынужденного испускания, выражающийся в усилении пучка света, проходящего через среду. Это явление, до недавнего времени рассматривавшееся как некий теоретический курьез, было реализовано в течение последних лет в системах оптических квантовых усилителей и генераторов (лазеров). [c.14]

Спонтанное испускание приводит к изотропному излучению, в то время как вынужденное испускание происходит в направлении падающей лучистой энергии. [c.29]

Обсудите утверждение о том, что спонтанное испускание приводит к изотропному излучению, в то время как вынужденное испускание осуществляется в направлении падающей лучистой энергии. [c.35]

При нормальных условиях спонтанное испускание полностью преобладает над вынужденным [9—И], т. е. можно записать [c.32]

Уравнения (3-8) и (3-9) показывают, что вероятность излуча-тельных электронных переходов между двумя состояниями зависит главным образом от величины переходного момента для этих состояний. Кроме того, видно, что вероятность спонтанного испускания сильно зависит от частоты перехода V. [c.32]

Временная шкала фотохимических процессов, идущих с участием состояния А, определяется собственным временем жизни т молекулы А по отношению к спонтанному испусканию. Если отсутствуют другие процессы, способные дезактивировать Л за время т , то возбужденная молекула испустит фотон и перейдет в основное состояние. Очевидно, помимо испускания фотона, существуют другие способы дезактивации возбужденного состояния, так как общий квантовый выход испускания редко бывает равен единице даже при самых благоприятных условиях. [c.111]

Переходы со спонтанным испусканием аналогичны излучению осциллирующей системы зарядов, в первом приближении — диполя. Следовательно, мы можем сравнить энергию, излучаемую в единицу времени колеблющимся диполем, и энергию квантов, спонтанно испущенных в такое же время атомной системой, представляемой схемой двух уровней. Эта энергия определяется вероятностью перехода, заселенностью исходного уровня и энергией кванта [c.21]

Как и для атомных состояний, электронное состояние молекулы может быть охарактеризовано средним временем жизни Тп, представляющим среднюю продолжительность нахождения молекулы в данном п-м состоянии. Эта величина обратна полной вероятности спонтанного испускания Ап или вероятности перехода из данного электронного состояния на более низкие уровни [c.299]

В основе работы лазеров лежат три важнейших явления, происходящих при взаимодействии электромагнитной волны с веществом спонтанное испускание, вынужденное испускание и поглощение. [c.9]

Рассмотрим два уровня (1 и 2) атомной системы с энергиями El и 2 Е2> El), с равными статистическими весами и населенностью (т. е. числом атомов в единице объема) Ni и N2 соответственно. Если атом первоначально находится на уровне 2, то его спонтанный переход на уровень 1 сопровождается потерей энергии 2 — ь В том случае, когда эта энергия поступает в окружающее пространство в виде электромагнитного излучения, такой процесс называется спонтанным испусканием. Частоту испускаемого излучения v (Гц) находят из известного выражения [c.9]

Можно сделать некоторые замечания о сравнительных характеристиках абсорбционной и люминесцентной спектроскопии, а также спектроскопии КР. Хотя люминесцентные исследования обычно более чувствительны, чем абсорбционные, они ограничены кругом веществ, которые имеют возбужденное состояние, достаточно долгоживущее для спонтанного испускания с Л-фак-тором не более 10 с и способное эффективно конкурировать с предиссоциацией или другими безызлучательными процессами релаксации, которые экспериментатор не волен контролировать (но см. разд. 7.6). Более того, время жизни люминесценции накладывает ограничение на самую длинную временную шкалу в экспериментах с временным разрешением (около 10 с). Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом при поглощении или комбинационном рассеянии происходит примерно в течение одного периода волны, или около с в УФ-области. Поэтому промежуточные соединения реакции могут исследоваться с фемтосекундным временным [c.197]

По достижении этого значения генерация начинает развиваться за счет спонтанного испускания, т. е. спонтанного испускания тех фотонов, направление распространения которых перпендикулярно плоскости зеркала. Такой генератор называют лазерным генератором или просто лазером. [c.13]

Спектральная линия имеет тот же контур и в результате другого однородного механизма уширения, связанного с возникновением спонтанного испускания. Поскольку последнее явление наблюдается в любых материалах (твердых телах, жидкостях или газах), соответствующее уширение спектральной линии называют естественным или собственным. В этом случае контур линии описывается уравнением (22), в котором вместо Тс стоит Тсп/2, где Тсп — время жизни спонтанного испускания. [c.19]

Более полное квантово-механическое рассмотрение процесса взаимодействия излучения с веществом в области поглощения приводит к качественному согласованию экспериментальных и теоретических кривых ДОВ. При этом учитываются процессы поглощения, вынужденного испускания и спонтанного излучения. В результате в уравнении (VIII.22) для вращательной поляризуемости в знаменателе появляется комплексное число 1уш, где ум — положительная постоянная (2 .= 1/т=Л г, т — время жизни возбужденного состояния, Aki — коэффициенты Эйн(лтейна спонтанного испускания ). Предполагается, что [c.187]

Рассмотрим два уровня атомной (нлн молекулярной) системы 1 и 2, причем Eiатом первоначально находился на уровне 2, то его спонтанный переход на уровень 1 сопровождается потерей атомом энергии Ео—Ей которая поступает в окружающее атом пространство в виде кванта энергии /iv2i, где V21—частота, соответствующая выделивщемуся кванту электромагнитной волны. Скорость спонтанного испускания в единице объема равна (dN2 dt)=—Л21 Л г, где Л21 — коэффициент, называемый коэфф1щиентом Эйнштейна для испускания (выражен в с ), а N2 — концентрация атомов на уровне 2. [c.189]

При обычных температурах для ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения > кТ. Равновесная заселенность нижних уровней при поглощении таких излучений оказывается поэтому гораздо больше, чем верхних уровней. Вследствие этого падающее излучение может стимулировать испускание нескольких квантов, поскольку число частиц на верхнем энергетическом уровне невелико. Однако в этом случае существует большая вероятность спонтанного испускания, так как разность уровней велика. Молекулы, возбужденные за счет поглощения энергии от падающего пучка, теряют большую часть своей энергии при столкновениях излучение испускается в основном за счет спонтанного процесса в виде некогерентного пучка, несконцентрированного в каком-либо определенном направлении. Поэтому падающий пучок быстро теряет интенсивность. [c.347]

Впоследствии фотохимический метод разделения изотопов был применён для разделения изотопов Hg в малых количествах и некоторых других элементов [10]. Во всех экспериментах использовались случайные совпадения сильных линий спонтанного испускания атомов с линиями поглощения в спектрах атомов и молекул. Поскольку число таких совпадений крайне ограничено, а интенсивность узких линий спонтанного излучения невелика, то фотохимический метод разделения с оптическими (нелазерными) источниками излучения не мог быть доведён до широкого практического использования, несмотря на очевидное потенциальное преимущество, отмеченное уже в первых работах, — высокую степень обогащения в однократном процессе разделения (см. раздел 8.6). [c.359]

Излучательное время жизни, вычисляемое по формулам (27)—(29), относится к спонтанному испусканию света и является обратной величиной вероятности (=1/тг) того, что молекула совершит нзлучательный переход из верхнего состояния п в нин<-нее состояние т в отсутствие излучения частоты V, соответствую-ш,ей разности энергий состояний п и т. В общем случае полная вероятность перехода равна сумме вероятности и величины и Впт, где V — плотность излучения частоты V, а величина В т постоянна для рассматриваемой системы. Свет, испускаемый во втором процессе, называют вынужденным (стимулированным) излучением, и его фаза совпадает с фазой внешнего вынуждающего света. Вероятность вынужденного испускания и Впуп совпадает с вероятностью и Втп обратного процесса, т. е. поглощения (согласно формуле Эйнштейна, Втп = пт = зЛ , /8л ftv ). Следовательно, если в любой системе заселенность основного состояния больше заселенности возбужденного, то суммарным результатом облучения светом частоты V будет поглощение света. Если каким-либо способом в возбужденном состоянии удастся получить большую заселенность, чем в основном, то облучение светом частоты V приведет к дополнительному, стимулированному этим светом испусканию излучения. На этом принципе основана работа лазера, подробное рассмотрение которого, однако, выходит за рамки данной книги. Вынужденное испускание легче всего получить в системах с узкой полосой люминесценции, и для его возбуждения требуются очень высокие интенсивности возбуждающего света. Ниже мы будем рассматривать такие системы, в которых вынужденным испусканием по разным причинам можно пренебречь и, следовательно, в которых соблюдается экспоненциальный закон спадания интенсивности флуоресценции, а времена жизни возбужденных состояний можно рассчитывать по уравнениям (27) —(29). [c.35]

Давно известно, что в твердых растворах некоторых органических веществ после облучения ультрафиолетовым светом наблюдается долгоживущее испускание, или послесвечение . В 1929 г. Перрен [25] предположил, что возбужденные молекулы способны переходить на низлежащий метастабильный уровень, спонтанное испускание из которого невозможно, а затем за счет термической активации возвращаться на флуоресцентный уровень и в конце концов испускать флуоресценцию. Испускание этой флуоресценции должно быть замедленным , так как перед этим молекула побывала в метастабильном состоянии. [c.49]

А, и т. д. Молекулы Л, и т. д. в нижнем триплетном состоянии Arttn Эйнштейновская вероятность спонтанного испускания [c.479]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология