Добавить материал

и получить 10 документов
и свидетельство автора

Каршибаев Бахриддин Шухратович

Квантовая оптика

Лекции
Презентации учебные
Разработки уроков
ppt
09.02.2017

Публикация педагогических разработок

Бесплатное участие. Свидетельство автора сразу.
Мгновенные 10 документов в портфолио.

Добавить материал

Ква́нтовой о́птикой называют раздел оптики, занимающийся изучением явлений, в которых проявляются квантовые свойства света. К таким явлениям относятся: тепловое излучение, фотоэффект, эффект Комптона, эффект Рамана, фотохимические процессы, вынужденное излучение (и, соответственно, физика лазеров) и др. Квантовая оптика является более общей теорией, чем классическая оптика. Основная проблема, затрагиваемая квантовой оптикой — описание взаимодействия света с веществом с учётом квантовой природы объектов, а также описания распространения света в специфических условиях. Для того, чтобы точно решить эти задачи, требуется описывать и вещество (среду распространения, включая вакуум) и свет исключительно с квантовых позиций, однако часто прибегают к упрощениям: одну из компонент системы (свет или вещество) описывают как классический объект. Например, часто при расчётах, связанных с лазерными средами, квантуют только состояние активной среды, а резонатор считают классическим. Однако, если длина резонатора будет порядка длины волны, то его уже нельзя считать классическим и поведение атома в возбуждённом состоянии, помещённого в такой резонатор, будет гораздо более сложным. оптикаКвантовая оптика

квант. опт каз.ppt

Жылулық сәуле шығару − дененің ішкі энергиясы есебінен электрмагниттік толқындардың таралуы.

Сәуле шығарудың тепетеңдігі − бірлік уақыт ішінде жұтылатын және шағылатын энергиялар өзара тең. Энергия ағыны: Ф  dW dt Энергетикалық жарықталыну: R  dW dS dt

Сәуле шығару әр түрлі жиіліктегі  (немесе әр түрлі ұзындықтағы ) толқындардан құралады.   2 , d ( , cT c    2 c   )  d ) d  ) d ,( ,(  d  d     dR dR  dR 

Сәуле шығарғыштық қабілеті: dR   d r T   Сәуле шығарғыштық қабілеті − дененің бірлік ауданының бірлік уақытта бірлік жиілік интервалында шығаратын энергиясы. r T   dR   d

R   dR    dR    dr  Т Жұтқыштық қабілеті: a T        dr Т    Фd dФ dФ − денеге келетін энергия ағыны, Фd  − дене жұтатын энергия ағыны.

Барлық жиіліктегі жарықты толығымен жұтатын дене абсолют қара дене. Абсолют қара дене: 1TА Сұр дененің жұту қабілеті барлық жиілік үшін бірдей, температурасы мен материалына тәуелді, және 1ден кем. дененің тек А T  А Т const 1

Абсолют қара дененің моделі.

Кирхгоф заңы. r  T a  T    2 ... f    r  T a  T       1   ( ( T ) , r  T ) ачт . Сәуле шығарғыштық қабілетінің, жұтқыштық қабілетіне қатынасы, дененің табиғатына тәуелді емес, ол барлық дене үшін жиілік пен температураның функциясы және абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетіне тең. табылады болып

Стефан − Больцман заңы. R  ,4T  67,5  810 Вт Км 2 4 А.қ.днің энергетикалық жарқырауы 4ші дәрежелі термодинамикалық температураға тура пропорционал.

А.қ.днің сәуле шығарғыштық қабілетінің толқын ұзындығына тәуелділігі.

Виннің ығысу заңы.  m b  T , b   3109,2  Км А.қ.днің сәуле шығарғыштық қабілетінің максимумына сәйкес толқын ұзындығы m оның температурасына кері пропорционал

Абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілеті үшін РэлейДжинс формуласы.   r T 2 2 c 2 kT РэлеяДжинс формуласы тәжірибемен тек төмен жиілікте сәйкес келеді.

Классикалық физикада кезкелген жүйенің энергиясы үздіксіз өзгереді. кванттық Планктың сәйкес электрмагниттік сәуле шығару үздіксіз атомдар түрінде емес, энергиялық (кванттық) жеке порциялар түрінде болады. гипотезасына  0  h  h h c    2    ,   h  2

Планк тұрақтысы:  10 63,6  h  34  сДж Сәуле шығару энергиясы:  nh  n   n 0  Планк формуласы:  2 2 c 2 r  T  n  ...,2,1,0  h /( ) kT  h  1 e

гипотезасы Эйнштейн жарық кеңістікте шашырайды, таралады және денелер оны жеке энергиялық(кванттық) порциялар түрінде жұтады. Электрмагниттік сәуле шығарудың кванты фотондар деп аталады. бойынша h   hE   hc  Фотон массасы: m Фотон импульсі: 2mc  h 2c  p   h c c

Рентгендік сәулелер жылдам электрондарды затпен тежегенде электронның кинетикалық энергиясының энериясына айналуы нәтижесінде пайда болады. сәуле шығару

Комптон эффектісі − рентген сәулелерін кез затпен шашыратқанда, шашыраған келген сәулелерде бастапқы ұзындықтағы  сәуле шығарумен қатар үлкен ұзындықтағы ‘ толқындар кездеседі.

`     1 к к  θ − шашырау бұрышы, 2 cos  2  2 sin к − комптондық толқын ұзындығы .

Рентгендік фотонның тыныштықтағы электрон арқылы серпімді шашырауы.

Түсуші фотонның импульсі және энергиясы : m 0  ,0 2 cm 0 2  0  0   h 0 , p 0   h 0 c соқтығысуға Электронның энергиясы және импульсі: ,  2 W e 0 cm 0 дейінгі p e 0  0 Шашыраған фотонның энергиясы мен импульсі:  ,  h p   h c

Соқтығысудан кейінгі электрон энергиясы және импульсі: W e  mc ,2 mp e  Импульс және энергияның сақталу заңы:  p 0  0      p e  W e 0 0   p    p e W e

h 2  cm 0 sin 2  2 Электронның Комптондық толқын ұзындығы:  к h cm 0  ,2 426  10 12 м

Жарық қысымы.  FЛ  Bq   Жарықтың металл бетіне түсіретін қысымы Лоренц күшінің бетке перпендикуляр металл ішіне бағытталуымен түсіндіріледі.

P P P P P P P P P P P               pN pN pN pN pN pN pN     pN pN pN pN E E E E E E E E E E E N N N N N N N     c c c c c c c c c c c N N N N Кванттық бойынша жарықтың бетке түсіретін қысымы фотонның соқтығуы кезінде өз импульсін беруімен түсіндіріледі. теория P  pN  N P 2 N  шағылу коэффициенты E c E c  1 P  2 E c  N  E c  1  N    2 E c  N  E c N  E c  N   E c N   E c N   1 N E c     1    h c N

E c E c  p  1(   ) w 1(  ) Е − бірлік уақыт ішінде бірлік ауданға түсетін барлық фотондардың энергиясы. ρ − шағылу коэффициенті, w − энергияның көлемдік тығыздығы.

Сутегі атомының спектрлық сериялары R     1 2 2  1 2 n    R     1 2 1 R     1 2 3   1 2 n    1 2 n    R     1 2 4 R     1 2 5   1 2 n    1 2 n    Бальмер сериясы Лайман сериясы Пашен сериясы Брэкет сериясы Пфунд сериясы

R     1 2 m  1 2 n    ....4,3,2,1m 1mn mvr= nħ (n= 1, 2, 3 …) ħ = h/2π ν h = En – Em R     1 2 m  1 2 n   

n  E h E m h rn  2  Zme 2 2 n =ω ħ E n  E m  2 mv  r 2 Ze 2 r (n = 1, 2, 3 …) 4 me 2 h    1 2 n  1 2 m      4 3 me  4 1 2 mh     1 2 n    R = 3,29 1016 c1

h P px  h py  h pz  h tE  h , tzyx ..   W  ~ , tzyx , , 2 2   * dW 2 dV dW2 dV W   dW 2 dV   v  2   dV  1

Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

Посмотрите также