Mavzu: Majburiy va spontan nurlanishlar. Lazerlar Reja: Spontan nurlanishlar. Majburiy nurlanishlar

Damlash haqida qisqa tushuncha.

Moddada muvozanatmas holat (inversli joylashish)ni vujudga keltirish damlash (nakachka) deb yuritiladi. Damlashni optik usulda (yorug’lik nuri yordamida), elektr usulida (elektr maydoni, elektronlar oqimi), kimyoviy va boshqa usullarda amalga oshirish mumkin.

Inversli joylashuv holati mavjud bo’lgan muhitdan yorug’lik dastasi o’tkazilsa, shu muhitdagi yorug’lik yutilishidan majburiy nurlanish ustun ekanidan bu mug’it yorug’likni kachaytiradi. Shu sababli bu kabi muhitlarni faol muhitlar deyiladi.
Faol muhitlarda o’tuvchi yorug’liklarning intensivligini ifodalovchi Buger qonuni
o’rniga α<0 olib (4.2)
yoziladi. Bu holda α<0 ekanidan bo’ladi, bu yorug’lik intensivligi ortishini (kuchayishini) ko’rsatadi.

Spontan va majburiy o’tishlarning kvantoelektrodinamik talqini.

Temperaturasi T ga teng termostatdan iobrat zarralar sistemasini qaraylik. Sistemaga kiruvchi zarralarning turli energetik sathlarga o’tishda nurlanish va yutilishda hosil bo’lgan o’z nurlanish maydonida sistema muvozanatini qaraymiz. Uni termodinamik yondashuv asosida qarab spontan va majburiy o’tishlar ehtimolligi orasidagi munosabatni ko’raylik.

Qaralayotgan kvant sistema va teng energetik holatlarga ega bo’lsin. Bu holda o’tishlardagi energiya yutilishi va nurlanishi energiyasi
= -
ifoda yordamida aniqlanadi. Agar sistema termodinamik muvozanatda bo’lsa, o’tishlar davomida tashqaridan energiya olmaydi va chiqarmaydi. Demak, ( ) va ( )o’tishlar soni teng bo’ladi.
Issiqlik muvozanati holatida sathlarbo’yicha zarralar taqsimlanishi Boltsman taqsimoti yordamida aniqlanadi.
(4.3)
Bu erda , 2 va 1 holatlarning statistik og’irligi (aniq bir energiyali holatlar soni), k-Boltsman doimiysi.
Uyg’ongan holatdagi zarralarning spotan o’tish extimolligi ularning yashash davri ga proportsionaldir.
(4.4)
Bu erda –spontan nurlanish uchun Eynshteyn koeffitsientidir. (4.4) ifodadan ko’rinadiki, spotan o’tishlar tezligi vaqt birligi ichidagi spontan o’tish ehtimolligiga tengdir.
= (4.5)
Spontan nurlanish yuqori energetik holatdan quyi energetik holatga o’z-o’zidan o’tishini ko’rsatadi. Quyi holatdan yuqori holatga spontan o’tish kuzatilmaydi.
Sistemaning birlik spektral oraliqdagi energiya zichligini deb qaraylik. Sistemaning o’z nurlanish maydoni ta’siridagi va o’tishlar uchun majburiy o’tish tezligi
= , = (4.6)
Bu erda , -induktsion o’tishdagi (nurlanish va yutilish) uchun Eynshteyn koeffitsientlaridir.
Demak, induktsion nurlanish tashqi nurlanish ta’siridagi majburiy nurlanishdir. Majbur etuvchi (qo’zg’otuvchi) birlamchi va majburiy ikkilamchi nurlanishlarning kogerentligi hosil bo’lgan barcha ikkilamchi nurlar kogerentligini ta’minlaydi. Spontan nurlanish esa tashqi ta’sirga bog’liq emas, u xuddi radioaktiv yadro parchalanishidagi nurlinishlaga o’xshaydi. Shu bois spontan nurlanish kogerent bo’lmagan nurlanishdir. U g’alayonlangan (inversli holat) zarralarini kamaytiradi.