ФИТР БНТУ – Портал Студентов

Лекция:  Элементы квантовой электроники

1. Квантовая теория излучения

Порция светового излучения – квант света – обладает корпускулярными свойствами и может рассматриваться как элементарная частица, называемая фотоном. Фотоны являются носителями свойств электромагнитного поля. Чем выше частота излучения, тем сильнее проявляются корпускулярные свойства света.

Согласно постулатам Бора, излучение кванта света происходит при переходе атома из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией

,  .

2. Поглощение, спонтанное и вынужденное излучение фотонов. Коэффициенты Эйнштейна для перехода в двухуровневой системе

Опыт показывает, что атом, находящийся в возбужденном энергетическом состоянии,  сам собой переходит в нормальное, невозбужденное состояние, излучая свет. Излучение, происходящее в отсутствие внешних причин, изменяющих энергию атома, называется самопроизвольным или спонтанным излучением.

Читать полностью »

§ 5. Излучение нечерных тел

Нечерными телами в противоположность черным называют тела с поглощательной способностью , меньшей единицы. К этой категории принадлежат практически все тела, начиная от сажи, коэффициент поглощения которой близок к 0,99, и кончая хорошо полированными металлами, для которых коэффициент поглощения не превосходит нескольких процентов.

Рис. 1.7. Испускательная способность чёрного тела и вольфрама при температуре 2450 К.

Пунктирная кривая, дающая отношение , показывает, что относительное излучение вольфрама растет по мере уменьшения длины волны (селективность излучения вольфрама).

Читать полностью »

Поляризация света

Естественный и поляризованный свет.

       Следствием теории Максвелла является поперечность световых волн: векторы напряженностей электрического Е и магнитного Н полей волны взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости v распространения волны (перпендикулярно лучу). Поэтому для описания закономерностей поляризации света достаточно знать поведение лишь одного из векторов. Обычно все рассуждения ведутся относительно светового вектора – вектора напряженности Е электрического поля.

       Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы же излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом в целом, характеризуется всевозможными равновероятными колебаниями светового вектора.

       В данном случае равномерное распределение векторов Е объясняется большим числом  атомарных излучателей, а равенство амплитудных значений векторов Е – одинаковой (в среднем) интенсивностью излучения каждого из атомов. Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е (и, следовательно, Н) называется естественным.

Читать полностью »

Прохождение частицы  над потенциальный барьером и через потенциальный барьер . Туннельный эффект.

   Рассмотрим потенциальный барьер простейшей прямоугольной формы (рис. 293, а) для одномерного (по оси х) движения частицы. Для потенциального барьера прямоугольной формы высоты U и ширины l.

                              (для области 1),

           (дляобласти2)      
                        0,x>l          (для области 3).

При данных условиях задачи классическая частица, обладая энергией Е, либо бес­препятственно пройдет над барьером (при Е > U), либо отразится от него (при Е < U) и будет двигаться в обрат­ную сторону, т. е. она не может проник­нуть сквозь барьер. Для микрочастицы же даже при Е > U имеется отличная от нуля вероятность, что частица отразится от барьера и будет двигаться в обратную сторону. При Е < U имеется также от­личная от нуля вероятность, что части­ца окажется в области х >l. т. е. про­никает сквозь барьер. Подобные, казалось бы, парадоксальные выводы следуют не­посредственно из решения уравнения Шре­дингера, описывающего движение микро­частицы при условия данной задачи.

Читать полностью »

Упругие волны в газах,жидкостях и твёрдых телах

Звуковые волны

Звуковые (акустические) волны

       Распространяющиеся в среде упругие волны, обладающие частотами в пределах 16—20 000 Гц. Волны указанных частот, воздействуя на слуховой аппарат человека, вызывают ощущение звука. Волны с v < 16 Гц (инфразвуковые) и v > 20 кГц (ультразвуковые) органами слуха человека не воспринимаются.

       Звуковые волны в газах и жидкостях могут быть только продольными так как эти среды обладают упругостью лишь по отношению к деформациям сжатия (растяжения). В твердых телах звуковые волны могут быть как продольными, так и поперечными, так как твердые тела обладают упругостью по отношению к деформациям сжатия (растяжения) и сдвига.

     Интенсивность звука (сила звука) I=W/st

Величина, определяемая средней по времени энергией, переносимой К звуковой волной за единицу времени сквозь единичную площадку . [I]—ватт на метр в квадрате.