2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Спонтанное излучение атомов
Сообщение30.12.2011, 01:04 
Возник вопрос о подробностях спонтанного излучения,
сколько времени оно продолжается,как меняется частота и амплитуда.
Для простоты чтобы не утонуть в математике возьмем атом водорода,
переход с возбужденного уровня на основной,сферически-симметричное
излучение не собранное пока никаким зеркалом лазера.
Формула гласит излучается энергия равная произведению частоты
на постоянную Планка.Но излучается пакет с радиальной длиной
в полволны,одну волну,или амплитуда постепенно затухает при
сохранении длины волны? В последнем случае видимо применима
формула вроде $F(t,r) cos(kr - \omega t) $
(r - расстояние от центра,t - время, $\omega$ частота,
F функция описывающая затухание) ?
В доступной литературе проблема к сожалению не рассмотрена в деталях.

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение30.12.2011, 01:07 
Аватара пользователя
Что вы имеете в виду, когда говорите о пакете?

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение30.12.2011, 01:12 
whiterussian в сообщении #521520 писал(а):
Что вы имеете в виду, когда говорите о пакете?

При сферической симметрии три пространственных измерения можно как бы заменить одним r.
Пакетом названа форма графика амплитуды в данный момент времени,если r рисовать по оси OX.
Простите если смутил аналогией с другими принятыми в физике формулировками слова "пакет".

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение30.12.2011, 01:17 
Аватара пользователя
Но атом не излучает сферические волны. Он излучет фотоны. А вот статистическое распределение фотонов будет сферически симметричным.

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение30.12.2011, 01:25 
whiterussian в сообщении #521523 писал(а):
Но атом не излучает сферические волны. Он излучет фотоны. А вот статистическое распределение фотонов будет сферически симметричным.

Значит формула Планка относится к фотонам как целостным обьемным образованиям (с неустановленной пока точной структурой),и постановка темы неверная в принципе?
Как можно тогда употреблять термин "частота фотона" в формуле.И фотонов должно быть много
чтобы они подчинялись статистике.Не приведете ли подробности? Понимаю что один атом в эксперименте вряд ли кто смог исследовать,обычно речь о затухании излучения целого их возбужденного облака,но то совсем другая история.

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение30.12.2011, 17:35 
Аватара пользователя
computer в сообщении #521519 писал(а):
В доступной литературе проблема к сожалению не рассмотрена в деталях.

Рассмотрена, просто вы литературу не ту смотрите. Это вопрос квантовой электродинамики, в учебниках по КМ я видел только одну главу по этому поводу - в конце учебника Мессиа.

computer в сообщении #521519 писал(а):
Но излучается пакет с радиальной длинойв полволны,одну волну,или амплитуда постепенно затухает присохранении длины волны?

Излучение имеет вид пакета, длиной во много длин волн, поскольку время излучения атома (время перехода из возбуждённого состояния в основное) много больше периода излучения. В зависимости от типа перехода это время может быть разным.

computer в сообщении #521524 писал(а):
Значит формула Планка относится к фотонам как целостным обьемным образованиям (с неустановленной пока точной структурой)

Нет. Фотоны - целостные образования. Их уструктура установлена.

computer в сообщении #521524 писал(а):
Как можно тогда употреблять термин "частота фотона" в формуле.

Один фотон имеет такие же вероятностные распределения значений физических величин, как и любая квантовая система. Если взять такую физическую величину, как частота, то она будет иметь вид узкого пика, близкого ко монохроматическому (ширина пика $\Gamma$ обратно пропорциональна времени излучения). Формула Планка связывает вероятностное распределение частоты и энергии, как точно друг другу соответствующие: $E=\hbar\omega.$

computer в сообщении #521524 писал(а):
И фотонов должно быть многочтобы они подчинялись статистике.

Речь не о статистике фотонов, а всего лишь о статистической интерпретации вероятности, участвующей в упомянутых вероятностных распределениях значений физических величин (в частности, вероятности обнаружения фотона в какой-либо заданной точке пространства).

При одном акте излучения атом излучает один фотон. Правда, вообще из высокого возбуждённого состояния атом может спускаться до основного за несколько этапов (актов излучения), и при этом излучит несколько фотонов.

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение01.01.2012, 11:30 
computer в сообщении #521519 писал(а):
Возник вопрос о подробностях спонтанного излучения,
сколько времени оно продолжается

Для основных линий спектра атома водорода:
$\tau=\frac{2\pi\hbar}{\alpha^2mc^2}{n}$

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение02.01.2012, 22:31 
BISHA в сообщении #521901 писал(а):
Для основных линий спектра атома водорода:
$\tau=\frac{2\pi\hbar}{\alpha^2mc^2}$

Поторопился.

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение05.01.2012, 15:55 
Аватара пользователя
В контексте этого вопроса важно помнить о теории измерений. Не пытаетесь ли вы одновременно определить несоизмеримые величины с бесконечной точностью?

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение06.01.2012, 14:46 
Freude в сообщении #523375 писал(а):
Не пытаетесь ли вы одновременно определить несоизмеримые величины с бесконечной точностью?


Если этот вопрос мне, то точность можно указать.

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение10.01.2012, 00:12 
Аватара пользователя
BISHA в сообщении #523833 писал(а):

Если этот вопрос мне, то точность можно указать.


Да, это было бы здорово. Попробуйте указать. Начнем с времени затухания волнового пакета: какую точность в вычислении времени вы хотите получить и как эта точность связана с точностью с которой известна частота излучения.

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение10.01.2012, 03:07 
А спонтанное излучение из-за чего происходит мало ли может проходит какаято особая частица и меняет конфигурацию , но не отнимает или забирает энергию т.е. несообщает и неотнимает скорость?
Или спонтанное излучение имеет какоето общепринятое объяснение?

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение10.01.2012, 08:44 
Аватара пользователя
vesmas в сообщении #525137 писал(а):
А спонтанное излучение из-за чего происходит

Из-за недиагональных элементов гамильтониана.

vesmas в сообщении #525137 писал(а):
Или спонтанное излучение имеет какоето общепринятое объяснение?

Имеет. Не имеющее ничего общего с вашим словопотоком. Который вам давно пора прекратить.

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение10.01.2012, 21:17 
Freude в сообщении #525111 писал(а):
Попробуйте указать.


Запишу Вам формулу,а точность найдете ...
${\delta}{\tau}=\frac{\pi\hbar}{mc^2\alpha}{n}$
$n$- позволяет найти частоту.

 
 
 
 Re: Спонтанное излучение атомов
Сообщение13.01.2012, 16:26 
Аватара пользователя
А как из $n$ можно найти частоту? И что описывает эта формула? Можно, пожалуйста, поподробнее ее описать?

 
 
 [ Сообщений: 33 ]  На страницу 1, 2, 3  След.


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group