39
1.3-rasm. Lorens chizig‘i shakli yoki form-omil
Agar Lorens shakldagi chiziqni normallash kerak bo‘lsa, u holda
1
)
(
d
F
(1.34)
Real vaziyatda faol muhitlarda spektral chiziq kegayishiga (1.3b-rasm, 2-
chiziq) deb nomlangan holatga olib keladigan bir qancha sabablar mavjud, ya’ni
real kvant ossillyator nurlanish spektri chastotalar qatoriga o‘xshab ketadi.
Mana shunday hodisaning asosiy sabablaridan biri sifatida elektromagnit
maydon bir xil tuzilgan emasligi tufayli faollashgan holatda kvant
zarrachalarning yashash vaqtining kamayishini ko‘rsatish mumkin.
Energetik sath kengligi noaniqlik prinsipi bilan belgilanadi.
Bu prinsipga
ko‘ra, holat va impulsi qat’iy tarzda aniq bo‘lgan fizik jinsdan farqli kvant
zarrachaning inersiya markazi va impulsi aniq qiymatlarni qabul qila olmaydi
[11]. Agarda biron-bir faollashgan energetik sathda kvant zarraning yashash
vaqti
nm
ga teng bo‘lsa, u holda noaniqlik prinsipiga asosan bu energetik sath
kengligi aniq emas (1.3a-rasm) [11]:
nm
mn
E
(1.35)
40
bu yerda
с
)
,
,
(
h
34
10
0000054
0
0545887
1
2
- Plank doimiysi.
Bulardan kelib chiqadiki,
mn
E
energetik sath kengligi muayyan energetik
holatda zarraning yashash vaqtiga bog‘liq ekan. Kam yashash vaqtiga ega
zarralar nisbatan katta bo‘lgan, keng bo‘lgan sathlarga ega bo‘ladi.
nm
A
kattalik
ortgan sari, yashash vaqti kamayib boradi.
Kvant elektronikada ishlatilayotgan faol muhitlar
elektromagnit maydon
bilan uzoq vaqt ta’sirlashishni ta’minlash uchun metastabil sathga ega bo‘lishi
shart. Metastabil sathlar kichik kenglikka ega bo‘ladi. Asosiy energetik sathda
unda joylashgan cheksiz yashash vaqtiga ega zarrachalar bo‘lsa, unda bu sath
shuncha cheksiz kichik energetik sathni tashkil etadi. Mabodo energetik sath
kengayishi ro‘y bersa, demak, u holda chastota bo‘yicha quvvat taqsimlanishi
ro‘y beradi va bu holat yutilish yoki nurlanish chiqarishining
chiziqli shakli
bilan xarakterlanadi.
Amalda spektral chiziq kengligi tabiiy chiziq kengligiga qaraganda ancha
katta bo‘ladi. Masalan, lyuminitsensiya kondensirlangan faol muhitda chiziq
kengligi 10 cm
-1
, unga nisbatan tabiiy kengligi 10
-8
cm
-1
ga tengdir. Bunday
bo‘lishining sabab deb, real jarayonlarda chiziqlarning kengayishiga olib
keladigan omillarni ko‘rsatish mumkin. Chiziq shakli
saqlangan holda kengligi
ortishi bir jinsli kengayish deb nomlanadi. Spektral chiziqning bir xilda
kengaymasligi, har bir o‘tish atomi o‘zining chastotasiga ega bo‘lganda ro‘y
beradi. Unga xos gazli faol muhitlardagi Doppler kengayishini misol sifatida
ko‘rsatish mumkin.
Atomlar har xil yo‘nalishda va turli
tezlik bilan xarakatlanishi tufayli
nurlanish spektrida yoki yutilishining spektral chizig‘i
chastotalarning Doppler
siljishi
c
0
0
bilan aniqlanadigan chastotalar paydo bo‘lib qoladi.
Termodinamik muvozanat holatida spektral chiziq shakli Gauus qonuni [11]
bilan yoritish mumkin:
41
2
0
2
0
0
0
/
)
(
2
ln
exp
1
2
ln
)
(
G
(1.36)
tezlik bo‘yicha zarralar taqsimotini hisobga olingan holatda Doppler spektral
chiziq kengayishi quyida keltirilgan formula asosida topiladi:
2
ln
2
2
2
0
0
Mc
RT
(1.37)
bu yerda T – harorat (K), M=0.911∙10
-30
kg - elektron massasi.
Gazli faol muhitlarda doppler kengayishi 1000 MHz – gacha borishi
kuzatiladi. Ammo, qattiq jismlarda bunday o‘zgarish juda kichik, chunki gazli
muhitdan farqli ravishda aktivator ionlari kristal bog‘lar bilan qattiq bog‘langan
va birinchi yaqinlashish uchun harakatsiz deb hisoblash xato bo‘lmaydi. 1.2-
rasmdagi b – holatda tabiiy (1) va dopler (2) spektral chiziqlari ko‘rsatilgan.
Agarda kvant sistema tashqi magnit maydon ta’siriga
tushib qolsa,
birlamchi holatga nisbatan
m
E
qiymatga
m
E
energetik sath siljishi tasdiqlanadi.
Bunday yagona
m
E
sath bir nechta kichik sathlarga parchalanadi.
Parchalanish, tashqi magnit maydon ta’sirida energetik sath kengayishi
Shtark effekti, bir xil energiyali
m
g
holatlar soni - sath qayta shakillanish
darajasi (soni) deb aytiladi. Xuddi shunday parchalanish va spektral chiziq
kengayishi elektromagnit maydon ta’sirida
kuzatilsa, u holda bunday hodisa
Shtark effekti deb nomlanadi.
Ikkala hodisa - Shtark va Zeeman effekti spektral chiziq kengaishiga
o‘zining hissasini qo‘shadi.
Do'stlaringiz bilan baham: