Emisja wymuszona przej艣cia鷝owe


Emisja wymuszona (indukowana) zachodzi je偶eli atom znajduje si臋 w stanie wzbudzonym, to pod wp艂ywem padaj膮cego na niego fotonu o odpowiedniej, rezonansowej energii przechodzi na ni偶szy poziom energetyczny emituj膮c sw贸j w艂asny foton. Emitowany foton jest sp贸jny z fotonem wymuszaj膮cym.
Zjawisko to zosta艂o przewidziane przez Alberta Einsteina, kt贸ry zauwa偶y艂, 偶e je偶eli oddzia艂ywanie atomu z fotonem wywo艂uje poch艂oni臋cie fotonu z prawdopodobie艅stwem zale偶nym od ilo艣ci foton贸w o odpowiedniej energii, za艣 emisja wystepuje czysto swobodnie, z prawdopodobie艅stwem zale偶nym wy艂acznei od wielko艣ci charakteryzuj膮cych wzbudzony poziom energetyczny, to atom wzbudzony musi emitowa膰 foton w wyniku oddzia艂ywania z fotonem, z prawdopodobie艅stwem zale偶nym od ilo艣ci odpowiednich foton贸w, by mog艂o doj艣膰 do r贸wnowagi termodynamicznej mi臋dzy poch艂anianiem i emitowaniem foton贸w.
Emisja wymuszona jest zjawiskiem odwrotnym do poch艂aniania foton贸w przez atomy (cz膮steczki). Prawdopodobie艅stwo poch艂oni臋cia fotonu przez atom w stanie o mniejszej energii jest takie samo jak prawdopodobie艅stwo emisji wymuszonej atomu wzbudzonego, dlatego o wielko艣ci emisji/poch艂aniania o艣rodka decyduje r贸偶nica liczby atom贸w w stanie wzbudzonym i podstawowym. Zjawisko to jest podstaw膮 dzia艂ania lasera.

Emisja spontaniczna zachodzi wtedy, gdy elektrony znajduj膮ce si臋 na poziomach wzbudzonych w spos贸b spontaniczny wracaj膮 na ni偶sze poziomy energetyczne, emituj膮c przy tym fotony.

Zjawisko wyst臋puje powszechnie i odpowiada za niemal ka偶de 艣wiecenie cia艂, np. gaz贸w rozgrzanych, wzbudzonych atom贸w, cia艂 ciek艂ych i sta艂ych, a tak偶e urz膮dze艅 elektronicznych takich jak diody elektroluminescencyjne (LED).

Liczba emisji spontanicznych cia艂a, w kt贸rym w stanie wzbudzonym jest N atom贸w okre艣lona jest wzorem:

0x01 graphic
,

gdzie A21 jest sta艂ym dla danego przej艣cia w danym atomie wsp贸艂czynnikiem emisji (sta艂a wprowadzona przez Einsteina).

Przy braku nowych wzbudze艅 prowadzi to do r贸wnania okre艣lajacego liczb臋 atom贸w pozostaj膮cych w stanie wzbudzenia:

0x01 graphic
,

gdzie: N(0) pocz膮tkowa liczba wzbudzonych atom贸w , 蟿21 jest czasem 偶ycia i wi膮偶e si臋 ze wsp贸艂czynnikiem A, 蟿21 = (A21)-1.

Inne sposoby emisji foton贸w:

Teoria przej艣膰 fazowych to dziedzina fizyki znajduj膮ca si臋 na pograniczu dziedzin takich jak termodynamika fenomenologiczna, fizyka materia艂owa, chemia fizyczna, teoria pola. Jest to dziedzina zajmuj膮ca si臋 do艣wiadczalnym i teoretycznym opisem tak zwanych zjawisk krytycznych zachodz膮cych podczas przej艣膰 fazowych. Zjawiska te maja swoja wyra藕n膮 i zaskakuj膮c膮 specyfik臋, za艣 dla opisu wymagaj膮 rozwini臋cia swoistych narz臋dzi matematycznych jak teoria grupy renormalizacji. Tak偶e badania do艣wiadczalne przej艣膰 fazowych wobec wielkiej czu艂o艣ci tych zjawisk na stan otoczenia wymagaja specyficznego podej艣cia w planowaniu eksperyment贸w i ich przeprowadzaniu. Podstawow膮 zasad膮 kt贸ra konstytuuje t膮 dziedzin臋 fizyki jako samodzielny obszar badawczy jest fakt, 偶e zupe艂nie r贸偶ne substancje przejawiaja w ramach zjawisk towarzysz膮cych przej艣ciom fazowym takie samo zachowanie co jest tre艣cia hipotezy uniwersalno艣ci opisu przej艣膰 fazowych. W szczeg贸lno艣ci uniwersalne czyli niezale偶ne od materia艂u w kt贸rym dochodzi do przej艣cia fazowego s膮 wyk艂adniki krytyczne czyli stopnie nieci膮g艂o艣ci pochodnych funkcji stanu materia艂u. Wynika z tego, 偶e w analizie przej艣膰 fazowych zupe艂nie nie maja znaczenia szczeg贸艂y budowy substancji, jej sk艂ad chemiczny czy nawet detale dotycz膮ce oddzia艂ywan pomi臋dzy r贸znymi mikroskopowymi fragmentami uk艂adu.

Przej艣cia fazowe - opis fenomenologiczny - klasyfikacja przej艣膰 fazowych wg. Landaua-Ginzburga

Fenomenologiczny opis w艂asno艣ci

termodynamicznych uk艂adu rozpoczyna si臋 zwykle od podania funkcjona艂u energii swobodnej uk艂adu G. Postac tej funkcji dla skomplikowanego uk艂adu termodynamicznego jest w teorii wynikiem u艣rednienia przeprowadzonego dla skal mikroskopowych w ramach opisu uk艂adu za pomoc膮 zespo艂贸w statystycznych. Jednak w praktyce funkcjona艂 G konstruje si臋 w oparciu o zasady symetrii. Aby poda膰 jego jawna posta膰 nale偶y wybra膰 zmienn膮 dynamiczn膮 kt贸ra b臋dzie opisywa艂a zachowanie si臋 uk艂adu. W ramach teorii przej艣膰 fazowych typowym wyborem, jest tak zwany parametr porz膮dku kt贸ry wybieramy w taki spos贸b aby w fazie o wi臋kszej entropii mia艂 ni偶sze warto艣ci niz w fazie o entropii wi臋kszej. Itak dla uk艂ad贸w magnetycznych ( na przyk艂ad ferromagnetyka) typowym wyborem jest 艣rednia magnetyzacha na jednostk臋 obj臋to艣ci. Dla uk艂膮d贸w cieczowych ( na przyk艂ad podczas analizy krzepni臋cia - topienia) typowym i naturalnym wyborem jest 艣rednia g臋sto艣膰 cieczy. Dla nadprzewodnik贸w parametrem porz膮dku jest funkcja falowa pary Coopera, co prowadzi do wielko艣ci zespolonej o dwu sk艂adowych rzeczywistych, za艣 dla na przyk艂ad ciek艂ych kryszta艂贸w cholesterolowych mamy do czynienia z tensorowym parametrem porz膮dku opisuj膮cym skr臋cenie direktor贸w w p艂aszczyznach przejawiaj膮cych uporz膮dkowanie typu nematycznego.
Energia swobodna G jest ci膮g艂膮 funkcja parametr贸w w niej wystepuj膮cych to jest parametru porz膮dku, pul zewn臋trznych i temperatury. Jak si臋 jednak okazuje w punkcie przej艣cia fazowego ma ona nieokre艣lona pochodn膮, czyli sama funkcja G posiada punkt osobliwy w postaci np. ostrza. Zwykle przej艣cia fazowe analizuje sie w funkcji temperatury, jest to jednak modelowe uproszczenie. Role parametru kontrolnego mo偶e pe艂nic bowiem zar贸wno temperatura jak pole magnetyczne, st臋偶enie sk艂adnik贸w i inne.
W艂asno艣膰 ta jest podstawa klasyfikacji przej艣膰 fazowych zaproponowana pzrez Ginzburga-Landaua: wyr贸偶nia si臋 obecnie dwa rodzaje przej艣膰 fazowych:

energii, przechodzic jedna w drug膮. To w艂a艣nie jest powodem istneinia olbrzymich fluktuacji.


Czasami mo偶na spotka膰 si臋 ze starsz膮 klasyfikacj膮 przej艣膰 fazowych pochodz膮c膮 od Ehrenfest, w kt贸rej kryterium podzia艂u, stopie艅 pochodnych nieci膮g艂ych funkcji energii swobodnej jest podobny jak w klasyfikacji powy偶szej, jednak rodzaje przej艣cia numeruje si臋 numerem nieci膮g艂ej pochodnej, a wi臋c mamy pzrej艣cia I rodzaju ( jak powy偶ej), II rodzaju ( nieci膮g艂a 2 pochodna G), II rodzaju ( nieci膮g艂a 3 pochodna G) i tak dalej. Jednak po pierwsze nie zaobserwowano przej艣膰 fazowych III rodzaju, a po drugie mia艂yby one w艂asno艣ci analogiczne do w艂asno艣ci przej艣膰 II rodzaju, co sprawia, 偶e obecnie uzywa si臋 pzredstawionej powy偶ej klasyfikacji.

Co ma wp艂yw na przej艣cie fazowe

Jak si臋 okazuje w艂asno艣ci prej艣膰 fazowych prawie zupe艂nie nie zale偶膮 od o艣rodka w kt贸rym zachodz膮. Ta zdumiewaj膮ca w艂asno艣膰 jest nazywana uniwersalno艣ci膮 i w w膮skim rozumieniu odnoszona jest do niezale偶no艣ci

wyk艂adnik贸w krytycznych od materia艂u, a w szerokim dotyczy modelu

przej艣cia w og贸lno艣ci. Wielkosciami kt贸re decyduj膮 o charakterze przej艣cia s膮 nast臋puj膮ce parametry:

statystyczna uk艂ad贸w o wi臋kszej lub r贸wnej 4 liczbie wymiar贸w przewiduje 偶e w takim przypadku teoria pola 艣redniego jest dok艂adna i nie ma potrzebu uzgl臋dniania innych przyczynk贸w w modelu.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
20 Emisja wymuszona
Emisja wymuszona lasery(1)
20 Emisja wymuszona laser
emisja banknotow i monet 2007
14 przejscia fazoweid 15265 Nieznany (2)
Emisja膯w 1
C DOCUME~1 GERICOM USTAWI~1 Temp plugtmp 1 plugin lokalizacja przejsc problemy i dobre praktyki rkur
15 Emisja zanieczyszcze艅
PRACA PRZEJ艢CIOWA OPTYMALIZACJA PROCES脫W ENERGETYCZNYCH POPRZEZ ZASOTOWANIE NOWOCZESNYCH ALGORYTM脫W
Pracownik musi poinformowa膰 pracodawc臋 o przej艣ciu na emerytur臋
01-Antylitania na czasy przej艣ciowe, J. Kaczmarski - teksty i akordy
emisja g艂osu, 艣piewanie, Emisja g艂osu 膰wiczenia wokalne
Cukrzyca przezywaczy, Diagnostyka biochemiczna chorob okresu przejsciowego bydla
Projekt przej艣ciowy

wi臋cej podobnych podstron