17664

Квантова дисперсійна формула (порівняння з класичною)

Доклад

Физика

Квантова дисперсійна формула порівняння з класичною Величини Nkкількості атомів kвласні частоти kкоефіцієнти згасання у класичній теорії дисперсії розглядаються як емпіричні сталі тобто ці величини визначаються з самої кривої дисперсії та положенням спектральн

Украинкский

2013-07-05

24.1 KB

4 чел.

Квантова дисперсійна формула (порівняння з класичною)

Величини Nk(кількості атомів), k(власні частоти), k(коефіцієнти згасання) у класичній теорії дисперсії розглядаються як емпіричні сталі, тобто ці величини визначаються з самої кривої дисперсії та положенням спектральних ліній. Для узгодження з експериментом необхідно замінити у формулі для класичної дисперсії:

   (1)

коефіцієнт Nk на fkNk, де fk<1 сталий коефіцієнт – сили осциляторів.

Під дією ел.магн. поля не всі електрони коливаються однаково, частина з них не коливаються взагалі. Як наслідок, не всі Nk електронів дають вклад в дисперсію, а лише їх частина.Саме тому в уточненій формулі замість Nk має стояти Nkfk. Тільки з врахуванням сили осцилятора fk формула дає задовільне узгодження з експериментом.

Побудова теорії дисперсії зводиться до підрахунку поляризованості атомів та молекул. Будемо враховувати, що ел. маг. поле це потік фотонів. Кожний фотон взаємодіє з атомом, що призводить до переходу атома з нижчого на більш високий енергетичний рівень. У відсутності поля атом може знаходитись у стаціонарних станах, на яких енергія приймає дискретні значення 1, 2 …. При переході атома з високого на низький рівень відбувається випромінювання світла з квантом енергії: =(h/2)mn n>m – номери станів.

Таким чином на відміну від класичного осцилятора у квантовій теорії атом випроміює не одну частоту 0 , а цілий спектр хвиль mn ,які і є власними частотами атома. Тобто відбувається не неперервна взаємодія, а дискретна з конкретними квантовими станами mn.

При дії змінного ел. поля на атом з частотою , з’являється змінний дипольний момент p=E , наведений ел. полем. Якщо не враховувати поглинання, то квантова механіка дає такий результат:

 , ,

Це вираз для скалярної поляризованості атома(і діелектричної проникності). Для збереження співвідношення для класичної дисперсії вводять відємні частоти, тобто при переході з низького на високий рівень (поглинання) знак осцилятора буде від’ємним.

Фізичний зміст сталої fkNk.

Є ймовірність того, що за деякий час, при відсутності зовнішньго поля, атом перейде з високого на низький рівень, а стала fkNk буде пропорційна цій ймовірності, тобто стала fkNk враховує відгук осцілятора. У порівнянні з класичною формулою для дисперсії усі атоми знаходяться в одному і томуж печатковому стаціонарному стані з номером n, далі атоми розбиваються на групи з індексами k. Атоми з однаковим індексом k поводять себе як класичні гармогічні осцілятори з частотою nk.

Якщо k>n то nk – вважається додатньою.

Якщо k<n то nk – вважається відємною.

Так як Nk =N то повинно бути fnk=1. При n=k самодовальний перехід з низького на високий стан неможливий моємо fnn=0 (нема відгуку) і тому сумування йде тільки по індексах kn. Для великої кількості атомів діє правило сум Томаса-Куна: fnk=Z, де Z – кількість валентних електронів у атомі.

Однак дисперсія створюється не тільки в результаті коливань електронів. Треба також враховувати коливання іонів. Через велику масу іонів частоти їх власних коливань значно менші частот власних коливань електронів. Коливання іонів враховуються додаванням до правої частини (1) відповідних доданків. Саме врахування іонів і грає головну роль в поясненні різниці статичної діелектричної проникності від значення діелектричної проникності в видимому діапазоні.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4116. Розрахунок з пожежної безпеки. Лабораторна робота 73.5 KB
  Горіння поділяють за швидкістю розповсюдження полум’я й в залежності від цього воно буває дефлаграційним ( швидкість кілька м/с), вибухом (десятки м/с), і детонаційним (тисячі м/с).
4117. Поняття літературної мови та мовної норми. Поняття стилів мовлення 44.69 KB
  Поняття літературної мови та мовної норми. Мова є однією з найістотніших ознак нації і реально існує як мовна діяльність членів відповідної етнічної спільноти. Мова — це найважливіший, універсальний засіб спілкування, організації та коорд...
4118. Аналіз і проектування програмного забезпечення з використанням структурного підходу. Методичні рекомендації 878.42 KB
  Аналіз і проектування програмного забезпечення з використанням структурного підходу Вступ Розробка прикладних систем штучного інтелекту є однією з найбільш фундаментальних практичних проблем інтелектуальних систем. МЕТА: формування системи теоретичн...
4119. Аналіз і проектування програмного забезпечення з використанням структурного підходу 480.75 KB
  Аналіз і проектування програмного забезпечення з використанням структурного підходу Мета роботи: отримання практичних навичок у використанні структурного підходу для аналізу та проектування, методологій IDEF0 та DFD, середовища AllFusion Process Mod...
4120. Розробка і побудова бази знань для аналізу рентабельності комерційного банку 128.82 KB
  Розробка і побудова бази знань для аналізу рентабельності комерційного банку Опис предметної області Предметна область – рентабельність комерційного банку, що являє собою відносний показник економічної ефективності. У загальному вигляді рентабе...
4121. Розробка і побудова бази знань для аналізу рентабельності комерційного банку в середовищі SuperFinance 622.37 KB
  Розробка і побудова бази знань для аналізу рентабельності комерційного банку в середовищі SuperFinance Реалізація побудови бази знань та розробка системи підтримки прийняття рішень відбувалася в програмному середовищі SuperFinance, відповідний файл...
4122. Вивчення системи управління базами даних Access. Застусування фільтрів та формування запитів 160 KB
  Вивчення системи управління базами даних Access Мета роботи: Вивчення основ застосування фільтрів та формування запитів Завдання: Застосувати різні виді фільтрів та запитів для створеного раніше набору таблиць бази даних. Теоретична частина БД...
4123. Гендерні особливості конфліктності студентів технічного та гуманітарного спрямування 67.5 KB
  Гендерні особливості конфліктності студентів технічного та гуманітарного спрямування Актуальність Тема, яку ми досліджуємо є дуже актуальною сьогодні, адже в сучасному суспільстві молоді люди дуже часто конфліктують, особливо в процесі навчання, і...
4124. Исследование методов построения, логики функционирования асинхронных и синхронных пересчетных устройств и переходных процессов в них 208 KB
  Счетчики Цель работы – исследование методов построения, логики функционирования асинхронных и синхронных пересчетных устройств и переходных процессов в них. Теоретические сведения Счетчиками называют последовательностные цифровые...