Спонтанды және еріксіз сәуле шағыру. Лазер сәулесінің элементтері

Егер атом жоғары энергетикалық күйден төменге өтсе- сәуле шығарады, керісінше- жұтады. Сәуле шығарудың екі жолы бар:Спонтанды және еріксіз. Жұтылу тек кана еріксіз. Спонтанды сәуле шығару- сыртқы әсерге байланыссыз, өздігінен сәуле шағыру. Шығарылған сәулелер когерентті емес. Атом жоғарғы деңгейден өздігінен төменге түседі. Еріксіз сәуле шығару- сыртқы әсердің ықпалынан сәуле шығару, шығарылған сәулелер толқынының жиілігі, фазасы, поляризациясы атомға түсетін толқынымен дәлме-дәл болады, былайша айтқанда когерентті. Атом жоғарғы деңгейден еріксіз төменге көшеді сәуленің интенсивтілігі күшейеді. Лазер- оптикалық сәуле шығаратын кванттық генераторлар көзі. Ультра күлгін, көрінетін және инфрақызыл сәулелер аралығын қамтиды. Лазер құрылысы: айналар, разряд шамы, активті орта. Лазерді алу үшін мынандай мәселелерді шешу керек: 1) инверсиялық қоныстануы бар активті зат болуы тиіс; 2) Кері байланыс болуы тиіс, оны айналар арқылы жүзеге асырылады оларды оптикалық резонатор деп атайды; 3) Ортаның күшейту коэф. 1-деп кем болмауға тиіс.

Кванттық статистика және оны қолдану. Ферми-Дирак және Боза Эйнштейн кванттықт статистикалары туралы тусиник. Бозондар мен фермиондар.Ұқсас бөлшектердің ажыратылмаушылық принципі.

Көп бөлшектен тұратын жүйені статистикалық заңдар арқылы сипаттайды. Статистикалық заңдар классикалық және кванттық болып екіге бөлінеді. Кванттық статитиканың ең бір айырмашылығы бір бөлшекке де қолданылады. Классикалық бөлшектерді бір бірінен ажырата аламыз. Ал кванттық бөлшектерді ажырата алмаймыз. Бөолшектің спиндік сандарына байланысты кванттық статистика екіге бөлінеді. Бозе Эйнштейн және Ферми Дирак. Егер бөлшектін спиндік саны 0-ге немесе бүтін болса, бозондар деп аталып, Боза Эйнштейн тарау занына бағынады.

Ал спиндік саны жартылай болса фермиондар деп, Ферми-Дирак заңдылығына бағынады.Осыған орай

Бөлшектер күйін сипаттау үшін симметриялы және антисимметриялы, толқындық функ сәйкес келеди. Фермиондар үшін антимис-лы да, бозондар үшін сим-лы толқындық ф-я. Симлы толқ ф-ялы күйдегі бөлш-ң орнын ауыстырғанда ф-я өзінің таңбасын өзгертпейді, ал екіншісінде ф-я өзінің таңбасын кері шамаға өзгертеді. Фермиондар Паули принципіне бағ. Осы принциптен 1күйде 2 н/е одан да коп бірдей бөлшектер болуы мүмкін емес. Бозондармен- нөлдік немесе тұтас спиндік бөлшектермен пайда болған бөлшектер жүйелері ұшін кез келген бүтін мәнге 0,1,2... ие болу мүмкін. Бозондардан пайда болған идеал газ – Бозе газ- Бозе-Эйнштейннің кванттық статистикасымен сипатталады. Энергиялар бойынша бозондардың үлестірілуі,аталған кванттық күйдегі тенбе-тең бозондар саны кез келген болуы мүмкін жағдайдағы Гибстың үлкен канондық үлестіруінен туындайды.

Осы үлестіру Бозе Эйнштейн үлестіру деп аталады. ϻ-Энергияға тәелді емес, бөлшектер санының тығыздығымен және температурамен ғана анықталады химиялық потенциал.

Кванттық статистиканың нег. мақсаты.

бөл-тер жүйесінің күйін сипаттайтын параметрлердің орт.мәнін анықтау және осы параметрлерге тәуелді таралу функ-н табу.

Фермиондар үшін таралу ф-ы:

Ферми-Дирак таралуы

Базондар үшін таралу ф-ы:

Бозе-Энштейн таралуы.

34.Жүйенің химиялық потенциялы (Ферми деңгейі). Металдардағы электронды өткізгіштік. Металдардың