4.4 Физические механизмы поглощения и излучения кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое физические механизмы поглощения, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое физические механизмы поглощения, физические механизмы излучения, механизмы поглощения, механизмы излучения , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Синергетика.

Напомним отдельные фрагменты из области физической оптики, при этом начнем с механизмов излучения и поглощения вещества. Для отдельных веществ (газы, жидкости, стекла и т. д.) характерно испускание и поглощение энергии излучения всем объемом вещества.

Рис 1. Схема энергетических уровней.

Рассмотрим физический механизм этих процессов на примере излучающего газа, который может состоять из молекул, атомов, ионов и электронов. Энергетические состояния этих частиц различны и обычно описываются с помощью диаграммы (рис. 1). Различают связанное состояние, когда атом не ионизирован и свободное, когда атом распадается на ион и электрон. Нулевой энергетический уровень E0 соответствует основному состоянию (низшему из всех связанных состояний), а более высоким связанным состояниям соответствуют энергетические уровни Е1, Е2 и т. д. Уровень Еи соответствует энергии ионизации, а выше Еи - свободным электронам.

Радиационные процессы (поглощение, испускание, рассеивание) удобно описывать с позиции квантовых представлений, где основной минимальной единицей энергии излучения является квант излучения - фотон. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Испускание излучения - это процесс испускания фотонов, а поглощение - захват фотона частицей, рассеивание - изменение траектории фотона при прохождении его около частицы. Переход из энергетического состояния, например, Е3 в состояние Е2сопровождается испусканием фотона с частотой 23 и энергией h 32

Е3 - Е2 = h 32 ,

где h - постоянная Планка.

Поглощение фотона связано с обратным процессом Е2 Е3 .

Итак, переходу между определенными энергетическими уровнями соответствует фиксированная частота и при отсутствии других явлений спектр испускания или поглощения будет иметь линейчатый характер.

Возможны различные типы переходов: связанно- связанные, связанно- свободные, свободно- свободные.

Связанно-связанные переходы отвечают процессу, при котором атом или молекула испускают или поглощают фотон, но не происходит ни ионизации, ни рекомбинации ионов и электронов.

Связанно-свободный переход это процесс, при котором атом поглощает фотон с энергией, достаточной для ионизации. Образуется ион и свободный электрон с любой кинетической энергией. Связанно-свободное излучение образует непрерывный спектр.

Свободно-свободный переход (тормозное излучение) возникает в ионизированном газе: электрон проходит вблизи иона и взаимодействует с его электрическим полем. Электрон может поглотить фотон или испускать фотон, при этом его кинетическая энергия увеличивается или уменьшается. Спектры испускания и поглощения будут непрерывными.

Рассмотрим понятие вынужденного или стимулированного излучения. Пусть атом находится в возбужденном состоянии и может испустить фотоны. Если этот атом поместить в поле внешнего излучения, которое уже содержит фотоны с такой энергией, то вероятность излучения фотона увеличивается - это вынужденное излучение. Излученный и внешний фотоны находятся в одной фазе, и их траектории совпадают.

Предлагаем читателям так же ознакомится с математической моделью работы лазера.

Прочтение данной статьи про физические механизмы поглощения позволяет сделать вывод о значимости данной информации для обеспечения качества и оптимальности процессов. Надеюсь, что теперь ты понял что такое физические механизмы поглощения, физические механизмы излучения, механизмы поглощения, механизмы излучения и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Синергетика