iii3_emisja_wymuszona_lasery.pdf

(487 KB) Pobierz
II.5 Emisja wymuszona. Lasery
r. akad. 2004/2005
III.3 Emisja wymuszona. Lasery
1. Wyprowadzenie wzoru Plancka metodą
Einsteina. Emisja wymuszona
2. Koherencja ciągów falowych. Laser jako źródło
koherentnego promieniowania e-m
3. Zasada działania lasera. Warunki zaistnienia akcji
laserowej
4. Kilka przykładów realizacji praktycznych
Jan Królikowski Fizyka IVBC
1
171024538.005.png
r. akad. 2004/2005
Wyprowadzenie wzoru Plancka metodą Einsteina.
Emisja wymuszona
Einstein (1917) podał wyprowadzenie wzoru Plancka uwzględniające
ówcześnie znane fakty dotyczące budowy atomu. Rozważał
dwupoziomowy atom w równowadze z otaczającym go
promieniowaniem. Okazało się, że otrzymanie wzoru Plancka
wymagało uwzględnienia trzech procesów:
1. absorpcji kwantu o energii E 2 -E 1 przez elektron na poziomie E 1 ,
2. Spontanicznej emisji kwantu o energii E 2 -E 1 połączonej z przejściem
elektronu z E 2 na E 1 ,
3. EMISJI WYMUSZONEJ przez kwant o energii E 2 -E 1 - elektron
spada z E 2 na E 1 i jednocześnie pojawia się drugi kwant o energii E 2 -E 1.
Emisja wymuszona (ang. stimulated emission)to proces wprowadzony
przez Einsteina. Dzięki temu Einstein położył podstawy techniki
laserowej (ang. LASER : L ight A mplification by S timulated E mission
of R adiation)
Jan Królikowski Fizyka IVBC
2
171024538.006.png
r. akad. 2004/2005
Trzy procesy w modelu Einsteina
Absorpcja Emisja Emisja
spontaniczna
wymuszona
N 2
E 2
N 2
E 2
N 2
E 2
N 1
E 1
N 1
E 1
N 1
E 1
Jan Królikowski Fizyka IVBC
3
171024538.007.png
r. akad. 2004/2005
Wyprowadzenie wzoru Plancka metodą Einsteina.
Emisja wymuszona
Równania różniczkowe określające
zmianę obsadzeń poziomów 1 i 2:
dwupoziomowy
model atomu użyty
przez Einsteina
dN B u( )N dt;
12
=
12
ν
1
absorpcja promieniowania
dN A N dt;
21
=
21 2
emisja spontaniczna
N 2
dN B u( )N dt;
¢¢
=
ν
emisja wymusz
ona
E 2
21
21
2
warunek
r wnowagi:
ó
d
N
12
= +
dN dN
¢ ¢¢
21
Bu()N AN BNu()
12
ν
1
=
21 2
+
21 2
ν
NAB(
1
=
21
+
21
ν
)
=
exp E / kT
-
1
)
N 1
E 1
N
Bu exp E / kT
(
-
)
2
12
2
Jan Królikowski Fizyka IVBC
4
¢
21
(
171024538.008.png 171024538.001.png
r. akad. 2004/2005
Wyprowadzenie wzoru Plancka metodą Einsteina.
Emisja wymuszona
Czyli
) (
-
E/kT
2
)
Bu()e A Bu()e
ν
(
-
E/kT
)
= +
ν
(
1
12
2
1
21
Ê
(
-
E/kT
2
)
ˆ
Be Be u()
(
-
E/kT
)
-
ν
=
Ae
(
-
E/k
T
)
¥
e
E/
k
T
Á
1
˜
1
2
12
21
21
Ë
¯
(
Be
h/kT
ν
-
B) A
)
u
(
ν
=
12
21
21
u( , T)
ν
=
A
21
B
e
h/k
ν
T
-
B
12
21
Pozostaje wyznaczenie współczynników Einsteina A 21 , B 12 , B 21 .
Jan Królikowski Fizyka IVBC
5
171024538.002.png 171024538.003.png 171024538.004.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin