к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Многофотонная ионизация атома (молекулы)

Многофотонная ионизация атома (молекулы) - образование иона в результате поглощения в одном элементарном акте одновременно неск. фотонов. M. и. является частным случаем более общего процесса многофотонного поглощения, включающего ещё и многофотонное возбуждение атома, и многофотонную диссоциацию молекул. M. и. происходит при энергии фотона _и (V_и - ионизационный потенциал ),когда процесс однофотонной ионизации (фотоионизации) невозможен, но суммарная энергия поглощённых m фотонов и. Целая часть величины

наз. степенью многофотонности (степенью нелинейности) процесса M. и. Многофотонная ионизация является одним из предельных случаев единого процесса перехода электрона из связанного состояния в атоме в свободное под действием переменного электрич. поля при (др. предельный случай - туннельный эффект). Переход электрона в свободное состояние при поглощении т фотонов происходит не по реальным связанным возбуждённым состояниям - уровням энергии в спектре атома (такие переходы невозможны ни при какой энергии фотонов ввиду ангармоничности атомного спектра), а с нарушением закона сохранения энергии в соответствии с неопределённости соотношением

Рис. 1. Зависимость сечения многофотонной ионизации от частоты излучения ; сплошная линия - для линейно поляризованного излучения, штриховая линия - для циркулярно поляризованного излучения.

Вероятность w одноврем. поглощения атомом т фотонов при M. и. связана с интенсивностью излучения I степенным соотношением т. е. резко зависит от напряжённости электрич. поля E световой волны. T. о., M. и.- нелинейная (по интенсивности излучения) ионизация. Сечение M. и. определяется свойствами конкретного ионизуемого атома (молекулы), частотой и поляризацией ионизующего излучения. Для расчётов величин используют нестационарную возмущений теорию. Типичный вид зависимостиприведён на рис. 1. Резонансные максимумы обусловлены реализацией промежуточных резо-нансов между частотой излучения (энергией фотонаi и энергией переходов из основного в возбуждённые состояния в спектре атома (молекулы). В слабом поле ионизующего излучения резонансные частоты определяются спектром атома. В сильном поле энергии переходов изменяются из-за динамич. поляризуемости атома (Штарка эффект в переменном поле). Для большинства частот излучения, когда промежуточные резонансы не возникают, процесс M. и. наз. прямым (рис. 2, справа); при наличии промежуточного резонанса с нек-рым возбуждённым состоянием - резонансным (рис. 2, слева). Вероятность прямого процесса M. и. описывается приведённым выше степенным соотношением; вероятность резонансного процесса определяется свойствами резонансного состояния.

Рис. 2. Схема процесса многофотонной ионизации: справа - прямой процесс; слева - резонансный.

M. и. не имеет порога по интенсивности излучения, однако для реализации достаточно большой вероятности M. и. необходима очень большая интенсивность излучения, достижимая лишь при использовании лазеров. Процесс M. и. большинства атомов, а также MH. молекул детально изучен экспериментально. Методом нестационарной теории возмущений выполнено большое число расчётов сечений M. и. Результаты расчётов удовлетворительно согласуются с результатами экспериментов.

M. и. характерна для взаимодействия интенсивного лазерного излучения с разреженными газами; в плотных газах при давлениях от носк. торр и выше происходит лавинная ионизация (см. Лавана электронная).

Большая вероятность M. и. при больших интенсивностях излучения приводит к отсутствию красной границы при взаимодействии излучения (в частности, света) с газами, т. е. к отсутствию области прозрачности за счёт появления многофотонпого поглощения излучения.

Резонансный процесс M. и. лежит в основе метода многофотонной резонансной спектроскопии, к-рый характеризуется высокой селективностью по частоте и большой эффективностью регистрации.

Процесс M. и. в твёрдых телах наз. многофотонным фотоэффектом.

Литература по многофотонной ионизации атомов (молекул)

Делоне H. Б., Крайнев В. П., Атом в сильном световом поле, 2 изд., M., 1984;
Рапопорт Л. П., Зон Б. А., Манаков H. Л., Теория многофотонных процессов в атомах, M., 1978;
Делоне H. Б., Взаимодействие лазерного излучения с веществом, M., 1989.

H. Б. Делоне

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тысяч кмилометров в секунду при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира