Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
СПОНТАННОЕ ИСПУСКАНИЕ

СПОНТАННОЕ ИСПУСКАНИЕ

СПОНТАННОЕ ИСПУСКАНИЕ (спонтанное излучение) - процесс самопроизвольногоиспускания эл.-магн. излучения атомами и др. квантовыми системами, находящимисяна возбуждённых уровнях энергии (см. Квантовый переход). В отличиеот вынужденного излучения, С. и. не зависит от воздействия на квантовуюсистему внеш. излучения, и его закономерности определяются исключительносвойствами самой системы (подобно др. типам спонтанных процессов - радиоакт. <распаду, превращению молекул при мономолекулярных реакциях и др.).

С. и. возникает при спонтанном квантовом переходе возбуждённой системыс более высокого уровня энергии на более низкий и характеризуется частотой v_ik испускаемого фотона сэнергией ивероятностью А _ik, равной ср. числу фотонов, испускаемыхквантовой системой в единицу времени (см. Эйнштейна коэффициенты). Если населённость уровня равна N_i, то мощность С. и. (энергия фотонов, испускаемыхв 1 с) равна ; она определяет интенсивность С. и., к-рая остаётся постоянной при постоянстве N_i. Если задана нач. населённость i-гo уровня N_i0,а дальнейшее возбуждение отсутствует, то вследствие С. и. N_i будет убывать со временем t по закону:

где

- полная вероятность С. и. при переходах системы с уровня энергии на все более низкие уровни энергии .Чем больше А _i, тем быстрее затухает со временем С. и. <и тем меньше время жизни на уровне

Вероятность A_ik С. и., являющаяся важнейшей характеристикойквантового перехода, зависит от характеристики уровней, между к-рыми происходитпереход. Для диполъного излучения A_ik пропорциональнакубу частоты перехода и квадрату дипольного момента перехода; в видимойобласти спектра она ~10⁸ c^-1, что соответствует временамжизни возбуждённых уровней энергии ~10^-8 с. В спектроскопиичасто пользуются вместо вероятностей А _ik безразмернымивероятностями , т. н. силами осцилляторов (А ₀- вероятность, принятаяза 1 и дающая такой же закон затухания С. и., как и для дипольного излученияупруго связанного электрона согласно классич. теории).

Лит. см. при ст. Излучение. М. А. Елъяшевич.