Kirish. Tarixiy ma'lumotnoma

II. Kuchli yorug'lik maydonining muhit bilan o'zaro ta'siri
2.1 Chiziqli atom osilatori
Yorug'likning atrof-muhit bilan o'zaro ta'siri. Chiziqli optikadagi hodisaning tabiati nurlanish intensivligiga bog'liq emasligi sabablarini uning nazariy asoslariga murojaat qilish orqali aniqlash mumkin. Ma'lumki, yorug'likning materiya bilan o'zaro ta'sirining ta'siri ham klassik, ham kvant nuqtai nazaridan talqin qilinishi mumkin. Kvant tili atom tizimlari tomonidan yorug'likning yutilishi va emissiyasini tahlil qilishda zarur. Muhitda yorug'likning tarqalishini shaffoflik hududida, ya'ni muhitning rezonansli yutilish zonalaridan uzoqda o'rganishda klassik tavsif juda qoniqarli bo'lib, biz quyida foydalanamiz.
Chiziqli optikada muhitning optik xususiyatlari to'lqin intensivligiga bog'liq bo'lmagan xususiyatlar bilan tavsiflanadi, masalan, sinishi indeksi:
(1)
(yorug'likning muhitdagi faza tezligi) va yutilish koeffitsienti. Yorug'lik to'lqini muhitda oz o'qi bo'ylab tarqalayotganda, u qonunga muvofiq parchalanadi:
(2)
Yorug'likning muhit bilan o'zaro ta'siri uning atomlari yoki molekulalari bilan ketma-ket elementar o'zaro ta'sirlardan iborat. E to'lqinining elektr maydonida muhitning atomlari yoki molekulalari qutblanadi: maydon ta'sirida manfiy zaryadlangan elektronlar musbat zaryadlangan yadrolarga nisbatan siljiydi, elektr dipol momenti paydo bo'ladi va siljish kattalik bilan aniqlanadi. va maydon kuchining belgisi. Yorug'lik maydoni intensivligining belgisi va kattaligi chastota bilan o'zgaradi, shu bilan bog'liq holda elektronning pozitsiyasi ham o'zgaradi. Tebranuvchi elektronning o'zi maydonning manbai hisoblanadi; unga ta'sir qiluvchi yorug'lik maydonini qayta nurlantiradi.
Yorug'lik to'lqini ta'sirida alohida atom tomonidan olingan dipol moment:
(3)
Qiymat chiziqli atom sezuvchanlik deb ataladi va P muhitning 1 tomonidan olingan dipol momenti muhitning qutblanishi deb ataladi:
(4)
Bu erda N - 1 ta atomlar soni va makroskopik chiziqli sezgirlik. Muhitning o'tkazuvchanligi va (3) va (4) ga bog'liq n sinishi ko'rsatkichi quyidagi shaklga ega:
(5)
(6)
Yorug'lik to'lqinining elektr maydoni ta'sirida atom elektronining siljishi tenglama bilan tavsiflanadi:
(7)
Bu erda m - elektronning massasi, e - uning zaryadi, R - elektron tebranishlarning so'nishini tavsiflovchi parametr, eE - maydondan elektronga ta'sir qiluvchi kuch, F - atom yadrosidan elektronga ta'sir qiluvchi kuch ( yadroning qaytaruvchi kuchi):
(8)
Garmonik osilator tenglamasi:
(9)
bu yerda va - atom osilatorining tabiiy chastotasi.
Yechim quyidagicha ko'rinadi:
(10)
Formulalar (9), (10) yorug'lik dispersiyasining eng oddiy shakllarini tavsiflaydi: yorug'lik to'lqinining chastotasi atom osilatorining tabiiy chastotasiga yaqinlashganda yoki boshqacha qilib aytganda, yorug'lik to'lqinining chastotasi n oshadi (va faza tezligi kamayadi). muhitning yutilish bandi.