Спонтанные переходы

Напоминает о том, что ремень безопасности не пристегнут.

Незакрыт багажник/капот/дверь.

Топливо на исходе.

На исходе жидкость в омывателе ветрового стекла.

 

Спонтанные переходы

Осциллирующие атомы отдают энергию не только тогда, когда на них действует внешнее поле, они излучают и самопроизвольно без внешнего воздействия. Эту независимую эмиссию электрона также можно понять на основе классической модели колеблющегося электрона. Электрон, колеблющийся по закону (1), излучает мощность:

P=q²r₀²w⁴/3c³ (11)

Полная энергия

E=mw²r₀²/2 (12)

уменьшается при этом экспоненциально с постоянной времени:

t=E/P=3mc³/2w²q² (13)

t - классическое время жизни электрона.

 

С точки зрения квантовой механики электрон в потенциальном поле остова атома или молекулы может находиться лишь в определённых состояниях с постоянной энергией. Непрерывное излучение, следовательно, невозможно.

Однако, электрон может переходить из одного состояния в другое с более низкой энергией и при этом излучать разность энергий в виде фотона. Эти переходы происходят спонтанно без воздействия внешних сил.

По схеме энергетических уровней (см. рис. 1) в состоянии равновесия должно сохраняться равенство общего числа спонтанных и индуцированных переходов 2→1 числу индуцированных переходов 1→2. Следовательно, справедливо условие

s(w)В₂₁N₁ = A₁₂ N₂ + s(w)В₂₁N₂ (14)

 

где А₁₂ - коэффициент Эйнштейна для спонтанного излучения, определяется из соотношения для естественного теплового излучения при термодинамическом равновесии (pV=M/m RT).

Из соотношения для естественного теплового излучения при термодинамическом равновесии достаточно просто можно определить коэффициент А₁₂. Состояния заселены в соответствии с распределением Больцмана (рис.2.)