Лазерная и электроннолучевая обработка материалов
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 6 7 8 9 10 11 12... 494 495 496
|
|
|
|
уровни остаются узкими, что имеет существенное значение для работы лазеров [4, 10]. Молекула, как и атом, также является квантовой системой, однако ее энергетический спектр сложнее. Наряду с движением электронов вокруг ядра в молекуле возможно колебательное движение атомов относительно друг друга и вращательное движение самой молекулы как целого [5]. Полная энергия молекулы Е = Е, + ЕК + ЕВ, (1.2) где Еа — энергия электронов; Ек — колебательная энергия; Ев — вращательная энергия, причем Еа Ек Ев. Тогда схема энергетических уровней молекулы представляет собой набор электронных уровней энергии, далеко отстоящих друг от друга, более близких друг к другу колебательных энергетических уровней и еще более сближенных вращательных уровней энергии. Так, в молекуле С02 атом углерода расположен на одной линии между двумя атомами кислорода. Здесь колебательные энергетические уровни соответствуют движению атомов кислорода относительно атома углерода. Вращательное движение асимметричной молекулы обусловливает наличие вращательных энергетических уровней и т. д. Структура энергетического спектра, т. е. число и расположение энергетических уровней, различна для разных квантовых систем и определяется характером взаимодействия образующих ее микрочастиц — потенциальной энергией системы. Взаимодействие излучения с веществом основано на скачкообразном переходе квантовой системы (атома, молекулы и др.) с одного уровня энергии на другой, причем при переходе с более высокого уровня энергии Е( на более низкий Ей система отдает энергию, равную ¿1 — Е^, а при обратном переходе поглощает ее. Поглощенная энергия Ич -Е1~Ек.(1.3) Известны такие процессы взаимодействия излучения с веществом [в полном соответствии с понятием энергетических уровней и выражением (1.3)], как флюоресценция, поглощение, резонансное и вынужденное излучение. В основе флюоресценции лежит спонтанный переход возбужденного атома с верхнего уровня энергии на нижний, при этом испускается энергия (соответствующая разности энергий уровней) в виде фотона с частотой V. Энергия системы (атом, молекула и др.) уменьшается, а энергия поля возрастает на АЯ^. Число спонтанных переходов в системе за время сИ [5, 9] ШР31 = А21Ы2М = ЛУ2, (1.4) где Аг1 — коэффициент Эйнштейна для спонтанного излучения (вероятность перехода между 2-м и 1-м уровнями в единицу времени). Тогда Л^2 = Л^20е-л'^;(1.5) где Л^20 — начальное число атомов на 2-м уровне при ^ — 0. Мощность спонтанного излучения Рс = ^А2,М,0е-А'^. (1.6) Среднее время жизни т атома в возбужденном состоянии обратно пропорционально вероятности перехода, т. е. т = 1Л421, и составляет 10~8 с. Следовательно, Рс = А^иЛЛ.„е-'/т = Рс0е~"Х (1.7) Как следует из (1.6), среднее время жизни атома в возбужденном состоянии равно времени затухания спонтанного излучения и его можно определить экспериментально. Так как отдельные акты спонтанного излучения не связаны во времени, то оно некогерентно, т. е. отсутствуют пространственная и временная корреляции отдельных электромагнитных колебаний по частоте и фазе. При резонансном поглощении вероятность поглощения фотона за время Ш (при средней плотности мощности 70) сИР12 = ЯуВ^^ = йЫъ (1.8) где Вп — вероятность перехода отдельного атома между 1-м и 2-м уровнями в единицу времени (коэффициент Эйнштейна). Если частота V не удовлетворяет формуле (1.3) для какой-либо пары энергетических уровней, то поглоще
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 6 7 8 9 10 11 12... 494 495 496
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
