Buxoro davlat universiteti fizika -matematika fakulteti "fizika " kafedrasi

I BOB. Invers bandlik
1.1Sathlarning invers bandligi.
Issiqlik muvozanat holatida kvant tizimda N ta zarralar bo‘lsa, zarralar sonining energetik sathlar bo‘yicha taqsimoti yoki energetik sathlarning zarralar bilan to‘ldirilgan liklarining ifoda orqali aniqlansa bo‘ladi. Bu yerda к - Boltsman doimiysi, E„ -
pastki n sathning energiyasi; Em - yuqori m sathning energiyasi; N„ -
h “и’’-sathdagi zarralar soni (yoki toMdirilganligi); Nm - “от’’-sathdai zarralar soni (yoki to‘ldiri]ganligi).
Ikkinchi formuladan ko‘rinib to'ribdiki. 7>0 da N„>Nm bo‘ladi,
ya’ni termodinamik muvozanot holatida yuqori energetik sathlarda zarralar soni pastki energetik sathlardagi zarralar sonidan doimo kam bo‘ladi. Energetik sathning energiyasi qanchalik yuqori bo‘Isa, undagi zarralar soni shunchalik kam bo‘ladi. Yutilayotgan energiya miqdori pastki
sathdagi zarralar soniga, nurlanayotgan energiya miqdori esa yuqori
sathdagi zarralar soniga proporsional bo‘Isa, u holda termodinamik rnuvozanat holatda energiyani yutilish jarayoni nurlanish jarayonidan ustun bo'ladi. Bunday muhitning yutilish darajasi a>0 bo‘lib, muhitdan o‘tayotgan nurlanish intensivligi kamayadi. Agar Nm>Nnbo‘lsa muhitda energiya nurlanishi jarayoni energiya
yutilishi jarayonidan ustun bo‘ladi. Bunday muhitdan o‘tayotgan nurlanishning intensivligi ortadi va oqimning kuchayish jarayoni ro‘y beradi. Kvant tizimning Nm>N„ shart bajarilgan holatiga invers invers bandlik
holati deyiladi. Ushbu holatli muhitni lazeming faol muhiti deyiladi. Kvant tizimni invers bandlik holatiga o‘tkazish unga tashqaridan energiya berish yo‘li bilan amalga oshiriladi. Bu jarayonga damlash jarayoni
deyiladi.Kvant tizimning invers bandlik holati turg‘un bo‘lmagan holat bo‘lib, u ma’lum vaqt o‘tgandan so‘ng, o‘zining turg‘un, ya’ni muvozanatli holatiga qaytadi. Turli sathlardagi g'alayontirilgan zarralaming yashash vaqti
кг* -u r’sekund oraligida bo‘ladi. Ba’zi bir sathlarda esa g‘alayontirilgan zarralaming yashash vaqtlari 10'3 sekundlar va undan ham ko‘proq bo‘- lishi mumkin. Bunday energetik sathlarga metastabil (uzoq yashovchi)
energetik sathlar deb aytiladi. Kvant tizimni g‘a!ayontirish natijasida
metastabil sathda zarralami to'pi ash mumkin va bu sathda undan energiya bo‘yicha kichik bo‘lgan sathga nisbatan invers bandlik hosil qilish mumkin. Invers bandlik hosil qilingan muhit elektromagnit nurlanishni kuchaytirish uchun xizmat qilish mumkin. Buning uchun kuchaytirilayotgan nurlanish bo‘lishi kerak. Majburiy nurlanish tashqi elektromagnit nurlanish ta’sirida yoki faol muhitni o‘zidagi zarraning yuqori energetik
sathdan quyi energetik sathga o‘tishidagi hosil qilgan spontan nurlanishi tasirida hosil bo‘lishi mumkin.