Зоналар арасындағы тура емес көшулер
Бөлшектердiн деңгейлерде инверсиялы орналасуы. Tepic температура туралы түсінік
жүктеу/скачать 362,48 Kb.
|
7,4-7,5-7,6
| 7.6 Бөлшектердiн деңгейлерде инверсиялы орналасуы. Tepic температура туралы түсінік
Азғындамаған және екi энергетикалық деңгейден тұратын жүйе қарастырайық. болғанда, термодинамикалық тепе-теңдiк жағдайында ( 7.52 ) былай жазылады : Төмен температурада болғандықтан, жүйедегі көпшілік атомдар, энергиясы қозбаған күйде қалады. Температура артқан сайын атомдар жоғарғы энергетикалық деңгейге көше бастайды, бiрақ кез келген температурада болғандықтан, Больцман үлестiруi бойынша болып қала береді, тек өте жоғары температурада ғана , екі деңгейдегі атомдар саны теңесуге жақын болады. ( 7.56 ) бойынша , болған кезде жүйе сырттан түсiрiлген сәуленің энергиясын жұтатын болады. Жүйе тепе - теңдікте болмаған кезде , жоғарғы энергетикалық деңгейдегі атомдар саны төменгi деңгейдегiден көп болатын жағдайды қалыптасыра алсақ, яғни , болса, жүйенің жұтатын энергиясынан, сәуле түрінде шығаратын энергиясы көп болар еді. Жүйенің бұндай күйі бөлшектердің инверсиялы орналасуына (коныстануы) сәйкес келеді . Бөлшектердің инверсиялы орналасуы жүйенiң «теріс температура» күйін білдіреді . Бұл кезде , немесе ( 7.58 ) температура жүйенің орнықсыз, яғни тепе-теңдіктен ауытқыған күйін бiлдiредi. Терiс температурадағы жүйеге резонансты жиiлiктегi сәуле түсірілсе, ерiксiз көшу индукцияланған сәуле шығарады. Жоғарғы деңгейдегі атомдар саны арқылы көп болғандықтан, индукцияланған сәуленiң интенсивтілігі , түскен сәуленің интенсивтiлiгiнен жоғары болады, яғни терiс температуралы орта тускен сәулені күшейтедi. Бұндай жүйенi оптикалык кванттық генератор деп атайды. Кванттық генератор арқылы жарықты күшейту идеясын 1951 жылы Фаврикант В.А. ұсынды. 1954 жылы Н.Г. Басов және А.М. Прохоров молекулалық кванттық генератор жасады. Сол жылы Ч. Таунс әрiптестерiмен бiрге аммиак молекуласы негiзiнде кванттық генератор хабарлады. 1960 жылы Т. Мейман рубин кристалында стимульденген жарық күшейткішiн жасады. Толкын ұзындығы сантиметрлік диапазонга келетiн кванттық гереаторларды - мазерлер деп атайды. Оптикалық кванттық генераторды - лазер деп атайды . Лазер сөзі, ағылшын тіліндегi light amplification by stimulated emission of radiation - ерiксiз сәуле шығару арқылы жарықты күшейту деген сөйлемнiң бас әріптерінен құрылған. Tepic температуралы жүйеде жоғарғы энергетикалық жүйедегi қозған атомдардың калыпты күйге келуі, спонтанды және ерiксiз көшу арқылы, екі түрлі жолмен жүреді . Бұл екі процесс өзара конкуренцияға түседі . Спонтанды түрде шығарылған сəуле когерентті болмайды. Егер сырттан түсiрiлген резонансты жиiлiктегi сәуленің интенсивтілігі жоғары болса, ерiксiз көшу ыктималдығы, спонтанды көшуге қарағанда жоғары болады. Индукциялық жолмен шығарылған фотон өзiнiң жолында қозған күйдегі атомға жолықса, ол атомды төменгi энергетикалық күйге көшіріп, тура өзі сияқты фотон шығаруға көмектеседі. Бір фотон орнына, сол бағытта таралатын, жиілігі, поляризациясы бірдей екі фотон пайда болады . Қозған күйдегі атомдар концентрациясы жоғары болса, олар келесi екi атомды сәуле шығаруға мәжбүрлейді. Сөйтіп, бір бағытта тарайтын бiрдей фотондар саны геометриялық прогрессиямен артады. жүктеу/скачать 362,48 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|