Kvant elektronikasi elementlari

Kvant elektronikasi elementlari Reja: 1. Uyg'ongan holat uchun o'tish ehtimolligi. 2. Muvozanatli nurlanish. Eynshteyn koeffitsiyentlari. 3. Optik-kvant generatorinlar. (Lazerlar). 1. Uyg'ongan holat uchun o'tish ehtimolligi. Elektromagnit nurlanishlarning kvant tabiati uning korpuskulyar xossalarida namoyon bo'ladi. Nurlanishning mayda portsiyasi kvant-foton hisoblanadi. Fotonning spini birga teng bo'lib, u bozonlar sinfiga kiradi va Pauli prinsipiga bo'ysunmaydi. Shuning uchun har bir kvant holatda istagancha miqdorda fotonlar bo'lishi mumkin, ya'ni bitta energetik holatda bir xil im-pulsli va bir xil chastotali fotonlar istalgancha bo'laoladi. Shuning hisobiga bir xil chastotali elektromagnit nurlanishning intensivligi istalgancha katta qiymatlarga erishishi mumkin. Bizga ma'lumki, impulsi va chastotasi bo'lgan yorug'lik fo-tonlarini faqat uyg'ongan atomlar chiqaradi (nurlantiradi), holos. Atom foton nurlantirishi bilan energiyasini yo'qotadi. O'tgan ma'ruzalarimizda ham ta'kidladikki, atom faqat ma'lum Е1, Е2 , Е3, energiyali diskret kvant holat-larida bo'lishi mumkin. Nurlanishni tushuntirish uchun faqat Еn va Еm energiyali kvant holatlarini (1 va 2) ko'rib chiqaylik (rasm-1). Agar atom 1 (Еm ) asosiy holatda bo'lsa tashqi nurlanish ta'sirida 2 (Еn) holatga majburan o'tishi mumkin. Bunda tashqi nurlanish atom tomonidan yutiladi. Agar atom uyg'ongan holatda bo'lsa (Еn), u bir qancha vaqtdan so'ng xech qanday tashqi ta'sirsiz o'z-o'zidan, spontan ravishda past energiyali (Еm ) 1 chi holatga o'tishi mumkin, bu holda atom ortiqcha energiyasini elektromagnit nurlanish ko'rinishda chiqaradi, bunda atom nurlantirgan foton energiyasi ga teng. Uyg'ongan (g'alayonlangan) atomni tashqi ta'sirsiz foton nurlantirish jarayoni spontan nurlanish deyiladi. 1916 yilda Eynshteyn termodinamik muvozanatga doir tajribalarni naza-riy tushuntirishda Bor postulotlariga asosan nur yutayotgan va nurlantirayotgan jism bilan nurlanish orasida yutilish va spontan nurlanish bilan bir qatorda uchinchi bir o'zaro ta'sir ham bo'lishi kerakligini ko'rsatadi. Bu nurlanish majburiy nurlanish yoki induktsiyalangan nurlanish deb ataladi. Atom 2 (Еn ) g'alayonlangan (uyg'ongan, qo'zholgan) holatda bo'lsa va unga tashqi nurlanish ta'sir etsa, (ya'ni = Еn - Еm shartni qanoatlantiradigan nurlanish ta'sir etsa) u holda atom majburan = Еn - Еm energiyali fotonni nurlantirib 1 (Еm ) asosiy holatga o'tadi. Bunday o'tshda atom tomonidan shu o'tishni vujudga keltiruvchi foton bilan bir xil parametrli foton nurlantiriladi. Bunday o'tish natijasida hosil bo'ladigan nurlanishni majburiy nurla-nish yoki induktsiyalangan nurlanish deyiladi. Muvozanatli jarayonlarda yutilish bilan nurlanish (spontan va maburiy) ehtimolligi bir xil bo'ladi. 2. Muvozanatli nurlanish. Eynshteyn koeffitsentlari Spontan va majburiy nurlanish - yorug'lik yutilishiga teskari bo'lgan jara-yonlardir. Muvozanatli jarayonlarda (termodinamik muvozanat) bu ikkala xodi-saning bo'lish ehtimolligi bir xil, shuning uchun jism - nurlanish orasida muvozanat saqlanadi, ya'ni jismning temperaturasi (T=const) o'zgarmaydi. Bu xulosaga 1916 yilda Eynshteyn nurlanishga doir tajriba natijalarini nazariy tushuntirish orqali keladi. Ikkita statsionar ...