Резонансное излучение
 
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 ъ ы ь э ю я
 

Резонансное излучение

Резонансное излучение, излучение, испускаемое системой связанных зарядов (например, атомом, атомным ядром), при котором частота излучения совпадает с частотой возбуждающего света. Р. и. могут испускать газы, жидкости и твёрдые тела, по наиболее чёткая картина наблюдается в атомных парах Hg, Cd, Na и др. Открыто Р. и. было при исследовании свечения паров Na Р. Вудом (1905).

загрузка...

  Для возбуждения Р. и. атом (или др. систему связанных зарядов) облучают светом частоты n. Поглощая квант с энергией hn (h — Планка постоянная), атом с основного уровня E0 переходит на возбуждённый уровень En (уровень E2 на рис.). При спонтанном переходе атома из возбуждённого состояния En в основное E0 и происходит Р. и. — атом испускает квант с частотой n, и в спектре излучения появляется резонансная линия. Совокупность резонансных линий образует резонансный спектр атома. Р. и. атомов и молекул является резонансной люминесценцией. При взаимодействии атомного ядра с g-излучением может возникать Р. и. g-квантов.

  Р. и. наблюдается лишь при определённых условиях (в разрежённых атомных парах, замороженных растворах). Обычно атом безызлучательно переходит из возбуждённого состояния в промежуточное (на рис. на уровень E1), и лишь затем происходит излучательный переход в основное состояние с частотой < n. Если в результате возбуждения атом сразу перешёл на уровень E1, Р. и. наблюдается в чистом виде (поскольку в этом случае промежуточных уровней нет).

  Р. и. — процесс, наблюдаемый в течение некоторого времени t. Интенсивность Р. и. I меняется со временем по закону: I = I0et /t, где I0 — начальная интенсивность, t — среднее время жизни атома в возбуждённом состоянии. Обычно t @ 10-8 сек; если электронный переход запрещен отбора правилами, продолжительность Р. и. может значительно увеличиться (например, в парах Hg наблюдается переход с t @ 10-7 сек).

  Р. и. всегда поляризовано, причём степень и характер поляризации определяются поляризацией возбуждающего света, направлением наблюдения, излучающим объектом, наличием в нём примесей. Особенно существенно влияет на поляризацию Р. и. магнитное поле (в экспериментах приходится учитывать магнитное поле Земли).

  В квантовой теории Р. и. (как и в классической теории резонанса) учитывают эффекты затухания — затухание возбуждённых электронных состояний, которые не являются строго стационарными во времени. Энергия электрона в возбуждённом состоянии не имеет строго определённого значения, и спектральные линии характеризуются некоторой шириной спектральных линий Г. Величина Г связана с полной вероятностью перехода электрона на низшие уровни и с t. Чем больше Г, тем меньше t и, следовательно, меньше длительность Р. и.

  Лит.: Вуд Р. В., Физическая оптика, пер.(перевод) с англ.(английский), М. — Л. , 1936; Гайтлер В., Квантовая теория излучения, [пер. с англ.(английский)], М., 1956; Ахиезер А. И., Берестецкий В. Б., Квантовая электродинамика, 3 изд., М., 1969.

  В. З. Кресин.