Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
СА СБ СВ СГ СД СЕ СЖ СИ СК СЛ СМ СН СО СП СР СТ СУ СФ СХ СЦ СЧ СШ СЪ СЫ СЭ СЮ

Сдвиг - энергетические уровни

 
Обыкновенный сдвиг энергетических уровней & Е складывается из сдвига, связанного с увеличением объема, и сдвига, обусловленного нарушением дальнего порядка при постоянном объеме. Предполагается, что оба эффекта малы и могут быть вычислены независимо. Оказывается, однако, что оба эти слагаемых могут быть одного порядка величины и иметь противоположные знаки. Поэтому невозможно заранее предсказать окончательный знак суммарного эффекта. Отсюда вытекает, что внимательно следует изучить представляющие интерес вещества.
Вычисляется сдвиг энергетических уровней, обусловленный конечностью массы ядра.
Зависимость сдвига энергетических уровней и, следовательно, протонных дисперсионных сил от частоты туннельного перехода описывается выражением ( 40), если принять, что область дисперсии ориентационной поляризации определяется одним временем релаксации.
Величину искомого сдвига энергетических уровней мы вычислив один раз энергию взаимодействия с нулевыми колебаниями электрона свободного и другой раз электрона, связанного в атоме. Оба раза получается бесконечный результат, расходящийся квадратично. Однако разность двух расходящихся величин оказывается в нерелятивистской теории лишь логарифмически расходящейся, а в релятивистской, с учетом новых правил регуляризации ( см. стр.
На рис. 1.4.13 показаны сдвиги энергетических уровней 5w и 5е в кристалле и расщепление исходного возбужденного уровня молекулы в зону.
Зависимость энергетического сдвига А. низших уровней двух туннельных протонов, обусловленного протонными дисперсионными силами, от частоты туннельных переходов VQ. Рассчитана для разных времен релаксации т ( с молекул, окружающих группу с туннельным протоном. Это выражение описывает зависимость сдвига энергетических уровней от частоты туннельных переходов в области дисперсии ориентационной поляризации.
Чтобы найти окончательное выражение для сдвига энергетических уровней в атоме водорода, необходимо усреднить величину дополнительной энергии взаимодействия по соответствующему состоянию.
Исходный осцилляторный потенциал V ( x x и действительные части преобразованных потенциалов, отвечающих порожденным комплексным собственным значениям. Е 1 - г ( сплошная линия или Е 1 - О. ООСШ ( штриховая линия вблизи энергии основного состояния Е 1 исходного потенциала. Волновые функции обоих состояний расщепляются, подобно тому как показано на, и локализуются в узких потенциальных ямках. Тогда известные правила преобразований для сдвигов четных и нечетных энергетических уровней в полном потенциале одновременно верны для вариаций избранных уровней в одном из двух спектров половины ямы.
Затем необходимо также учесть относительно незначительный, порядка сверхтонкой структуры, но принципиально крайне важный лэм-бовский сдвиг энергетических уровней, обязанный различным, так называемым, вакуумным эффектам, иначе говоря, более точному учету взаимодействия электрона с электромагнитным полем и полом пар электронов - позитронов ( 1947), приводящему, в частности, к дополнгтальному магнитному моменту электрона if поляризации вакуума.
Итак, процесс квазистатического ионного уши / рения линий непринужденно объясняется как результат штарковского сдвига энергетических уровней излучающего атома в электрическом мик-рополе плазмы. Электронный вклад в упшрение спектральной линии обычно рассматривается совершенно иначе: он описывается в рамках так называемого, ударного приближения.
Изменение энергии в основном и возбужденном состояниях системы может быть различным; в свою очередь такой сдвиг энергетических уровней способствует изменению энергии возбуждения из одного состояния в другое. Взаимодействия растворенной молекулы с молекулами растворителя обычно намного слабее внутримолекулярных взаимодействий. Следовательно, межмолекулярные взаимодействия могут быть рассмотрены при помощи теории возмущений.
При помещении объединенного атома в среду растворителя его энергетические уровни должны сместиться и расщепиться, причем сдвиг энергетических уровней связан с величиной энергии взаимодействия объединенного атома со средой. Расположение энергетических уровней объединенного атома зависит от симметрии действующего на объединенный атом поля межмолекулярных сил. Будем считать неподвижную фазу непрерывной ( сплошной) средой, окружающей атом.
Изменение энергии в основном и возбужденном состояниях системы может быть различным; в свою очередь такой сдвиг энергетических уровней способствует изменению энергии возбуждения из одного состояния в другое. Взаимодействия растворенной молекулы с молекулами растворителя обычно намного слабее внутримолекулярных взаимодействий. Следовательно, межмолекулярные взаимодействия могут быть рассмотрены при помощи теории возмущений.

Рассматривая формально слагаемое ахг / 2 как возмущение, рассчитать в первых двух порядках теории возмущений сдвиг энергетических уровней осциллятора.
Еше один вид уширения наблюдается под воздействием постоянных электрических и магнитных полей, если это воздействие приводит к сдвигу энергетических уровней и к их расщеплению на несколько подурорней ( эф фект Штарка. Если величина расщепления меньше ширины каждого подуровня, то расположенные рядом подуровни частично перекрываются, и соответственно сливаются спектральные линии.
Атомы одного и того же элемента, обладающие различным атомным весом, имеют сдвинутые друг относительно друга энергетические уровни. Сдвиг энергетических уровней приводит к изменению частот перехода между ними, что, в свою очередь, выражается в изменении длины волны.
Очевидно, квантовомеханический сдвиг уровня по величине сравним с шириной линии или даже превышает ее. Впервые малый сдвиг энергетических уровней атома, обусловленный излучением, наблюдался в 1947 г. Лэмбом [62] и был назван поэтому лэмбовским сдвигом.
В [999] константа а описывает энергетический сдвиг всех состояний в окрестности максимума о-зоны, обусловленный деформацией, изменяющей объем, но не изменяющей симметрии кристалла. Константа Ъ описывает сдвиг энергетических уровней, обусловленный деформацией, изменяющей симметрию кристалла, например Х ] 100, когда кубический кристалл трансформируется в кристалл тетрагонального вида. Результаты исследования электрических свойств одноосно деформированных кристаллов p - Ge [992, 1000- 1004] и аналитические выражения работ [999] показывают, что поверхности постоянной энергии у-зон Ge и Si вблизи k 0 в условиях ОУД ( X Ц 100) или Хр111 представляют собой эллипсоиды вращения, главные оси которых совпадают с осью механического напряжения. Это видно из рис. 1.48, на котором изображены валентные зоны ненапряженного ( слева) и одноосно сжатого ( X II [100]) ( справа) германия.
Оптическая нелинейность рассматривается как возникшая вследствие штарковских сдвигов энергетических уровней, индуцированных электронной поляризацией, по аналогии с поляризационным сдвигом, приводящим к электрооптическому эффекту. Однако следует отметить, что комбинация низкочастотных ( ионных) и высокочастотных ( электронных) поляризационных потенциалов может в принципе описать большинство главных нелинейных оптических проблем.
Температурные зависимости пороговых энергий возбуждения. п линий стимулированного излучения ОКГ на основе кристаллов с примесью ионов Nda и ширины & чшош линии люминесценции А кристалла Y3A15012 - Nd3. Среди переходов между уровнями состояний 4 / г и 4 / ii /, в системе У3А15012 - Nd3 два перехода имеют близкие частоты. С повышением температуры от 77 К вследствие сдвига энергетических уровней иона Nd3 эти линии сближаются. При Т - 400 К расстояние между линиями А и А становится меньше их ширины ( комнатный и высокотемпературные спектры рис. 6.10) и переход А начинает принимать участие в стимулированном излучении на частоте линии А. Это явствует из сопоставления теоретических кривых Еп ( Т), которые рассчитывались по формуле (6.7), с зависимостями, полученными в эксперименте.
Поляризуемости, фигурирующие в формулах (5.133) - (5.136) и подобных им, при наличии системы частичек, вообще говоря, отличаются от соответствующих поляризуемостей изолированных частичек. Это отличие обусловлено взаимодействием между частичками, которое приводит, в частности, к сдвигам энергетических уровней и к изменению матричных элементов для операторов мультипольных моментов частичек.
Предполагается, что скорость атома остается постоянной в течение времени, которое значительно превышает характерное время между последовательными актами излучения или поглощения. В твердых телах оно может быть вызвано случайными различиями локальных электрических полей в кристаллической решетке, которые приводят к штарковскому сдвигу энергетических уровней.
Это взаимодействие описывается гамильтонианом взаимодействия Н и проявляется по-разному в зависимости от квантовых чисел ядра и структуры поля. Используя обычное мультипольное разложение, можно получить выражение для тех проявлений этого взаимодействия, которые обнаруживаются в мессбауэровском спектре: для сдвигов энергетических уровней и для снятия вырождения ядерных уровней, приводящего к магнитодипольному расщеплению либо электрическому квадрупольному расщеплению.
При учете взаимодействия молекул в реальном кристалле в первом приближении имеются в виду два эффекта. Во-первых, статический эффект поля кристалла на отдельную молекулу, который может приводить к смещению, расщеплению и появлению новых полос из-за сдвига энергетических уровней, снятия их вырождений и запретов на переходы. Во-вторых, динамический эффект резонансного взаимодействия молекул, находящихся в одной элементарной ячейке, называемый также эффектом Давыдова, когда происходит расщепление энергетического уровня ( даже не вырожденного) изолированной молекулой и в спектре вместо одной полосы наблюдается мультиплет.
Влияние кристаллической структуры на спектральный состав излучения особенно сильно в кристаллолюминофо-рах, где кристаллическое состояние является conditio sine qua поп для возникновения люминесценции. В нетребующих активации соединениях, каждая молекула которых обладает люминесцентной способностью, влияние агрегатного состояния по сравнению с природой излучающего атома имеет только второстепенный характер. Оно сводится по существу к расщеплению и сдвигу энергетических уровней излучающего атома или радикала.
Стали широко применяться кластерные модели, т.к. они дают хорошее приближение к решению уравнения Шредингера, а также благодаря развитию быстродействующих ЭВМ. Большим преимуществом кластерной модели, по сравнению с моделью взаимодействующей молекулы, является возможность получить детальную картину формы орбиталей поверхностных атомов и их изменения. Согласно [74], недостатком этого метода является то, что неясно, с какой точностью в действительности кластерный анализ описывает твердое тело. В случае кластера отношение поверхности к объему велико, а это приводит к сдвигу энергетических уровней. В [54] кластеры отождествляются с переходом от молекулы к твердому телу. Предполагается, что скопления от 2 до 100 атомов, кроме очевидных свойств высокой дисперсности, обладают также особыми объемными и поверхностными свойствами.
Действительно, бесконечное слагаемое, являющееся результатом действия электрона на себя, будь оно реальным, соответствовало бы бесконечному лэмбовскому сдвигу, что бы это ни значило. Поэтому в другом смысле работа Лэмба показала, что теория Дирака вполне может оказаться не такой уж плохой, так как расхождение с экспериментом было не только не бесконечным: это было крошечное число, соответствовавшее очень маленькому сдвигу энергетических уровней. Если бы Лэмб обнаружил нулевой сдвиг, это означало бы правоту Дирака, которая противостояла бы тому, что уже было известно и, в этом смысле, стала бы плохой новостью. Однако для физиков, присутствовавших на конференции, лэмбовский сдвиг означал только одно: то, что они пытались найти, не было ни нулем, ни бесконечностью; это было конечное, очень маленькое и теперь точно известное число. Уж с этим-то, думали физики, они справятся; имея перед глазами таблицу с реальными числами, они, вероятно, наконец-то получили шанс понять КЭД.

Один из методов, например, состоит в применении активной среды, обладающей достаточно большим усилением в широком спектральном диапазоне. Установка диспергирующих элементов внутри лазерного резонатора сужает спектр выходного излучения и позволяет перестраивать длину волны лазера в пределах спектральной полосы генерации. К таким перестраиваемым устройствам относятся лазеры на красителях и эксимерные лазеры. Другой путь перестройки длины волны - сдвиг энергетических уровней активной среды с помощью внешних полей или взаимодействий другого типа; примерами этого типа лазеров являются лазеры с переворотом спина и полупроводниковые лазеры.
Косыми стрелками показаны на рис. 8.3 безызлучательные переходы, связанные с рождением фононов. Переходя затем на уровни, соответствующие термам / ц / 2, 4 / 9 / 2, 4 / i3 / 2, / is / 2, ионы неодима высвечиваются. Спектральные линии относительно узки, их ширина составляет примерно 10 - 3 мкм. Узость линий связана с упоминавшимся ранее эффектом экранировки электронов недостроенной оболочки иона неодима, совершающих излучательные переходы. Если кристалл граната нагревать, то указанный эффект будет становиться все менее выраженным; кроме того, происходит некоторый сдвиг энергетических уровней.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11