Естественные науки

Атом поглотил квант энергии, и перешел в возбужденное состояние.

Когда он излучит квант, и перейдет в невозб.состояние?(пожалуйста попытайтесь ответить хотя бы на какие-нибудь из этих вопросов. принимаются все идеи, даже ненормальные)Период между поглощением и излучением - это константа, или переменная величина?Может ли эта величина быть вычислена в любой момент времени, и какие исходные данные для этого нужны?
... ...
... ...
4 117
Re: "... Когда он излучит квант, и перейдет в невозб. состояние ?.."

НА ПРАКТИКЕ (!) - через некий промежуток времени, равный СРЕДНЕМУ ВРЕМЕНИ ЖИЗНИ (tau_ср) возбуждённого состояния электрона. Именно СРЕДНИЕ времена жизни наблюдаются ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО, и именно такие величины можно строго РАССЧИТАТЬ на основе квантовой механики. Величина 1/ tau_ср прямо пропорциональна энергии кванта в третьей степени и квадрату матричного элемента, построенного на электронных орбиталях осн. (f1) и возбуждённого (f2) состояния с учётом оператора возмущения, инициирующего переход. Если переход разрешён по спину, то можно (с неплохой точностью) ограничится "дипольными" матричными элементами: < fi1 x fi2>, < fi1 y fi2> и < fi1 z fi2>. Если имеется спиновый запрет, то следует дополнительно учесть оператор спин-орбитального взаимодействия, и матричные элементы выглядят намного сложнее.. .

Re: "...Период между поглощением и излучением - это константа, или переменная величина? "

НАБЛЮДАЕМЫЙ период времени зависит (с точностью до некой константы) только от 1) вида электронного перехода; 2) типа орбиталей осн. и возб. состояния и 3) энергии кванта.

Re: "...Может ли эта величина быть вычислена в любой момент времени, и какие исходные данные для этого нужны?... "

Величина 1/ tau_ср - это и есть вероятность электронного перехода в единицу времени! А какие данные нужны - см. ответ на первый вопрос.
ДМ
Дмитрий Маликов
25 917
Лучший ответ
Павлиг *** т.е. речь идет о применение внезапной теории возмущений, так что ли? ну вероятность допустим можно вычислить, а как от нее перейдете ко времени? не очень понял
Когда он излучит квант, и перейдет в невозб. состояние?

- В СЛУЧАЙНЫЙ момент времени. Либо когда мимо пролетит ТАКОЙ ЖЕ квант (вынужденное излучение)

Период между поглощением и излучением - это константа, или переменная величина? - СЛУЧАЙНАЯ
Может ли эта величина быть вычислена в любой момент времени, и какие исходные данные для этого нужны? - Для случайного излучения - НЕ МОЖЕТ, это квантовый процесс. Для вынужденного - тоже не может. То есть вынужденное излучение может произойти - а может и нет.

Вычисляются только ВЕРОЯТНОСТИ процессов. Как и всегда в КМ... .
Олеся Гребенюк
Олеся Гребенюк
93 792
... ... Большущее спасибо.
Ну, строго говоря, не всё так плохо, как описала Белый Кролик. Есть так называемые коэффициенты Эйнштейна Аnm, которые как раз и определяют вероятнсти того, что возбуждённый атом перейдёт с n-го энергоуровня на m-ый. И выражения для этих коэффициентов вполне себе существуют - они вычислены ещё самим Эйнштейном.

P.S. Разумеется, речь идёт о статистических ансамблях, т. е. об огромной группе атомов.
Яяяяяя Яяяяяя Re: "...Разумеется, речь идёт о статистических ансамблях, т.е. об огромной группе атомов...".

Cобственно, почему ? А как же экспериментальные данные по, например, оптических и колебательных спектрах ОТДЕЛЬНЫХ молекул (или НЕБОЛЬШИХ наночастиц) ? Да и законы квантовой механики строго применимы к ОТДЕЛЬНОЙ частице, не обязательно к их ансамблю ...
зависит от атома, если он стабильный то может так и сидеть не дергаться а если нестабильный то еще рассыпаться может на пару стабильных да еще с выделением какойнибудь толпы частиц
возбужденное состояние - метастабильно. значит, при малейшем отклонении от такого состояния атом переходит в более стабильное (основное) . такие отклонения обеспечиваются принципом неопределенности. Мне кажется, что если использовать такую запись:

dt*dE ~ h или
t * E ~ h и вместо E подставить энергию кванта h*nu, который необходимо излучить для перехода в основное состояние, то время пребывания в возбужденном состоянии запишется как

t ~ 1/nu, где nu - частота кванта.
Andy-V An
Andy-V An
1 483
Дмитрий Маликов Re: "... t * E ~ h и вместо E подставить энергию кванта h*nu ..."

К сожалению, это не так. Вы используете соотношение НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ, и E - это НЕОПРЕДЕЛЁННОСТЬ в энергии, а энергия кванта - точно определена. Поэтому вместо Е надо подставлять не энергию кванта, а характерную ШИРИНУ "размытого" уровня энергии в возбуждённом состоянии ! Но если Вы начнёте вычислять этот параметр, Вы придёте к более сложным соотношениям, которые уже обсуждались в моём ответе...

Похожие вопросы