Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты

Искать: СайтЕНЭНТЭ

Расширенный   Формализованый   По связи разделов

А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я

• Естественнонаучные эффекты (ЕНЭ)

	Спонтанное излучение

Анимация

Описание

Спонтанное излучение возникает при спонтанном квантовом (скачкообразном) переходе системы, находящейся на верхних энергетических уровнях, с более высокого уровня энергии Ei на более низкий Ek и характеризуется частотой nik испускаемого фотона с энергией:

hn = Ei - Ek,

и вероятностью спонтанного испускания Aik, равной среднему числу фотонов, испускаемых квантовой системой (как правило, атомом или молекулой) в единицу времени. Эту вероятность также называют коэффициентом Эйнштейна для спонтанного излучения.

Закономерности спонтанного излучения определяются только свойствами самой системы и её взаимодействием с физическим вакуумом и не зависят от взаимодействия системы с внешними излучениями.

Для случая термодинамически равновесного газа отношение населённостей на i - м и k - м энергетических уровнях определяется из уравнения Больцмана:

,

где g - статистический вес, или степень вырождения, энергетического уровня (число квантовых состояний, обладающих данным значением энергии);

k - постоянная Больцмана;

T - температура.

Для термодинамически-равновесного твердого тела справедливо выражение, следующее из распределения Ферми - Дирака:

,

где EF - энергия Ферми.

Если населённость i - го уровня равна Ni, то поток спонтанного излучения равен:

Фsik = NiAikЧhЧnik.

Зависимость населённости i - го уровня от времени в отсутствие дальнейшего внешнего возбуждения выражается в виде:

,

где Ni0 - начальная населённость;

- полная вероятность спонтанного излучения при переходах системы с i - го уровня энергии на все более низкие уровни энергии k.

Вводят понятие времени жизни i - го уровня:

ti = 1/Ai.

Ключевые слова

• коэффициенты Эйнштейна
• оптическое излучение
• спонтанное излучение
• квантовые системы

Разделы наук

• Атомная физика, излучение и поглощение энергии атомами и молекулами
• Излучение и детектирование света
• Квантовая механика

Применение эффекта

В технике спонтанное излучение используется во всех тепловых (не лазерных) источниках света, а также ИК и УФ излучения.

Реализации эффекта

Техническая реализация

Техническая реализация не требуется. Все, что Вы видите вокруг и есть спонтанное излучение.

Литература

1. Физика. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М. Прохоров. 4е изд.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1998.- С.824.

2. Ландсберг Г.С. Оптика.- М.: Наука, 1976.- С.928.

3. Страховский Г.М., Успенский А.В. Основы квантовой электроники.- М.: Высшая школа, 1973.- С.312.

4. Киттель Ч. Статистическая термодинамика.- М.: Наука, 1977.- С.336.

5. Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника.- М.: Наука, 1966.- С.564.

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты

Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина