Yorug'likning kvant tizim tomonidan yutilishi va nurlanishi

Yorug'likning kvant tizim tomonidan yutilishi va nurlanishi. Reja: Elektromagnit to'lqin haqida qisqacha ma'lumot Zarralarning bir energetik sathdan-ikkinchi energetik sathga spontan o'tishlari Zarralarning bir energetik sathdan-ikkinchi energetik sathga nurlanishsiz o'tishlari Zarralarning bir energetik sathdan-ikkinchi energetik sathga majburiy o'tishlari Muvozanatli holat va Eynshteyn koeffitsiyentlarining o'zaro bog'liqligi Lazerlar fizikasi fan sifatida 19 asr oxirlari va 20 asr boshilaridagi yorug'lik haqidagi tushunchalar, termodinamika va kvant mexanikasi fanlari asosida tashkil topdi. O'sha vaqtga kelib, optikadagi turli fizik jarayonlarni tushuntirishda yorug'likning to'lqin va korpuskulyar (zarracha) nazariyalaridan foydalanish yo'llari ishlab chiqib bo'lingandi. Difraksiya, interferensiya va qutblanish hodisalarini yorug'likning to'lqin tabiati bilan tushuntirish mumkin. Bu holda yorug'likni elektromagnit to'lqin sifatida qaralib, u elektr va magnit maydonlarining amplitudasi, chastotasi yoki to'lqin uzunliklari bilan tavsiflanadi. Ushbu ikki va kattaliklar quyidagi c (1) munosabat bilan bog'langa. Bu yerda s-yorug'likning vakuumdagi tezligi. Elektromagnit to'lqinlarning energetik tavsifi sifatida elektromagnit maydon energiyasining o'rtacha hajmiy zichligini (2) ko'rinishda ifodalash mumkin. Bu yerda -elektromagnit nurlanishining spektral hajmiy zichligi bo'lib, o'lchamligi Jsm3Gts bo'lib, Ye2 va N2-lar elektromagnit to'lqinning o'rtacha kvadratik elektr hamda magnit kuchlanganliklaridir. Elektromagnit to'lqinlarning modda bilan o'zaro ta'sirla-shuvining tabiati va effektivligi elektromagnit to'lqin oqi-mining zichligiga yoki I intensivligiga bog'liq bo'ladi. Elektro-magnit to'lqinning elektr maydon kuchlanganligi Ye uning inten-sivligi I bilan quyidagi Ye (4 Ic)12 (3) munosabat orqali bog'langan. Geometrik optika nuqtai nazardan yorug'likni bir jinsli muhitda s tezlik bilan tarqalayotgan yorug'lik fotonlari (zarrachalari) oqimidan iborat deb qarash mumkin. Fotonlarning energiyasi ularning chastotasiga bog'liq bo'ladi va f h (4) ifoda bilan aniqlanadi. Bu yerda h-Plank doimiysi bo'lib, qiymati 6,6210-34 Js. Ushbu manoda monoxramatik yorug'likning intensiv-ligi fotonlarning hajmiy nf kontsentratsiyasi va energiyasi orqali belgilanishi mumkin, yani I hnfs (5) Yigirmanchi asrning boshida termodinamik muvozanatli sistemalar nurlanishining spektral zichligini tushintirish yo'llari nomalum edi. Klassik termodinamika asosida Reley-Jinslar tomonidan chiqarilgan 82kc3 (6) formula esa spektral () zichlikning chastotaga bog'liqligini faqat katta to'lqin uzunliklarda, yani h k shart bajarilganda moddaning elektromagnit nurlanish jarayonini to'g'ri tushuntirib berar edi. Bu yerda k1,3810-23J K bo'lib, u Boltsman doimiysi deyiladi. Moddalar tomonidan nurlanishning tajribada aniqlanayotgan spektral zichlikning chastotaga bog'liqlik taqsimoti Plank taklif etgan emperik (82 c3)h(ehkT-1) (7) formuladagi taqsimot bilan yaxshi mos tushgan edi. A. Eynshteyn 1916 yili kvant tushunchalar asosida, yani kvant tizim tomonidan yorug'likning yutilishi yoxud nurlanishi, ushbu tizimning biror energetik holatdan boshqa energetik holatga o'tishida, majburiy nurlanish jarayoni bo'lishi mumkinligi haqidagi o'z gipotezasi asosida (7) emperik formulani keltirib chiqardi. Buning manosi quyidagicha: kvant tizimda, yani diskret energetik holatli tizimda zarralarning bir holatdan boshqasiga spontan nurlanish chiqarib va nurlanishsiz o'tishidan tashqari tashqi ...