Spontan va majburiy nurlanish yorug'likning yutilishi

Spontan va majburiy nurlanish. yorug'likning yutilishi

Muhit atomi qo'zg'algan energetik holatdagi turg'un (statsionar) holatga o'z-o'zidan yoki majburiy o'tishi mumkin. Muhit atomining qo'zg'algan energetik holatdan turg'un holatga o'z-o'zidan o'tishi spontan o'tish deyiladi. Qo'zg'algan holat energiyasi E, turg'un holat energiyasi E, dan katta E,> E, bo'lib, yorug'lik fotoni energiyasi E=hv=E, E, ifoda yordamida aniqlanadi. Spontan nurlanish chastotasi ko'rinuvchi yorug'likning yaxlit spektrini hosil qilishi mumkin. Nurlanish yo'nalishida esa xaotik bo'ladi. Bu hodisa qizdirilgan jismning sovushida kuzatiladi. Barcha tabiiy yorug'lik manbalari va qator sun'iy yorug'lik manbalaridagi nurlanishlar spontan nurlanishga misol bo'la oladi.

Lazer materiali hisoblanuvchi muhit atomlari ikki va undan ortiq qo'zg'algan energetik holatlarda bo'lishi mumkin. Shu bois bu muhitni 3 yoki undan ortiq energetik sathli muhit deyiladi. Bu holatlar atom uchun qo'zg'algan (g'alayonlangan) holat bo'ladi. Tashqi ta'sir natijasida eng yuqori energetik sathga ega bo'lgan atom ma'lum vaqtdan so'ng undan quyiroq energetik sathga o'tadi. Bu o'tish nurlanishsiz sodir bo'ladi. Bunday o'tishda hosil bo'lgan energiya atomlarni terbrani yoki aylanish energiyasiga aylanadi. Atom keyingi energetik holatda biror ta'sirsiz ko'proq vaqt turishi mumkin. Bu metastabil, turg'un energetik sathdir. Uni eng quyi energetik sathga qaytarish uchun "turtki" yoki "majburiy tushirish zarur bo'ladi. Metastabil holatdan turg'un holatga o'tishda nurlanish sodir bo'lib, u aniq yo'nalganlikka ega. Bu nurlanish fotonining energiyasi E = hv_m =E_m – E₁ ifoda yordamida aniqlanadi. (bu erda E_m , V₁ metastabil holat energiyasi va nurlanish chastotasidir). Hosil bo'lgan ushbu foton E₁ energiyali metastabil holatdagi bboshqa atomlarni ham "majburiy holda quyi E, energiyali holatga tushirishi mumkin. Natijada ko'payib boruvchi fotonlar oqimi hosil bo'ladi. Bu lazer nurlanishidir. Oqimni kuchaytirish uchun ikki ko'zgudan iborat rezinator (kuchaytirgich) dan foydalaniladi. Ushbu nurlanish monoxramatik bo'lib, aniq yo'nalishli kogerent elektromagnit to'lqindan iborat bo'ladi. Fotonlar oqimi ortib borishi sababli lazer nurlanishining ravshanligi katta bo'ladi.

Bor atom nazariyasi atom fizikasining va xususan kvant mexanikasining rivojlanishida muhim ahamiyatiga ega bo'ldi. Ammo Bor atom nazariyasi tugal nazariya emas edi. U ko'p elektronli atomlarning va hatto vodoroddan keyingi element – geliyning nurlanish spektrini ham tushuntirib berolmadi. Atom bir holatdan boshqa holatga o'tishi uchun atom aniq energiyali yorug'lik fotonini yutishi yoki chiqarishi kerak. Atom qanday qilib kerakli energiyali fotonni tanlaydi? Bunday savollarga o'sha vaqtda Borning o'zi ham javob topa olmadi. Bundaysavollarga 1916-1920 yillarda Eynshteyn javob topdi. Ikkita sathni ko'rib o'tamiz: W1, N1, W2, N2lar bilan, mos ravishda pastki va yuqori sathlarning energiyasini va atomlar sonini belgilaymiz Issiqlik muvozanatida sathlarning to'ldirilganligi N1 va N2