Главная > База знаний > Большая советская энциклопедия > СПОНТАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

СПОНТАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

СПОНТАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ спонтанное
испускание, самопроизвольное испускание электромагнитного излучения атомами
и др. квантовыми системами, находящимися на возбуждённых уровнях энергии
(см. Квантовые переходы). В отличие от вынужденного излучения,
С.
и. не зависит от воздействия на квантовую систему внешнего электромагнитного
излучения, и его закономерности определяются исключительно свойствами самой
системы, подобно другим типам спонтанных (самопроизвольных) превращений
(напр., радиоактивному распаду, превращению молекул при мономолекулярных
реакциях). С. и. возникает при спонтанном квантовом переходе возбуждённой
системы с более высокого уровня энергии $\varepsilon$
на более низкий $\varepsilon$
и характеризуется частотой vиспускаемого фотона с
энергией hv- $\varepsilon$ (где h - Планка постоянная) и вероятностью Аравной
среднему числу таких фотонов, испускаемых квантовой системой в единицу
времени. Если число атомов или молекул на возбуждённом уровне энергии $\varepsilon$ (населённость
уровня) равно Nто мощность С. и.- энергия фотонов,
испускаемых в 1 сек, равна NАона
определяет интенсивность С. и., к-рая остаётся постоянной при постоянстве
NЕсли
задано начальное число возбуждённых систем N $\iota$ а
дальнейшее возбуждение отсутствует, то вследствие С. и. будет происходить
убывание Nсо временем t по закону Ni =
N $\iota$ o
ехр
(-Aгде Ai - полная вероятность С. и. при
переходах системы с уровня энергии $\varepsilon$
на все более низкие уровни энергии $\varepsilon$
= = $\Sigma$ А)·
Чем больше Ai, тем быстрее С. и. затухает со временем и тем меньше
время
жизни $\tau$ = 1/А $\iota$ на
уровне $\varepsilon$ Вероятность
АС.
и., являющаяся важнейшей характеристикой квантового перехода между уровнями
энергии $\varepsilon$
и $\varepsilon$ зависит
от свойств обоих уровней. Для дипольного излучения Апропорциональна
кубу частоты перехода и квадрату т. н. дипольного момента перехода (см.
Диполь);
в
видимой области спектра она10⁸ сек"¹, что соответствует
временам жизни возбуждённых уровней энергии 10⁸сек.
В
спектроскопии часто пользуются вместо вероятностей Абезразмерными
вероятностями
f= = Ат.
н. силами осцилляторов
(Ao - вероятность, принятая за единицу и
дающая такой же закон затухания С. и., как и для дипольного излучения упруго
связанного электрона согласие классической теории).

Лит. см. при ст. Излучение.

M. А. Ельяшевич.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я