Раби метод. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Раби метод - метод исследования энергетич. структуры атомов и молекул, основанный на явлении резонансного поглощения радиочастотного поля при совпадении частоты поля с частотой квантового перехода в этих системах. Разработан И. Раби (I. Rabi) в 1938 для молекулярных и атомных пучков.

При помощи Раби метода впервые наблюдался ядерный магнитный резонанс в нейтральных молекулярных пучках, при этом радиочастотное магн. поле Н₁ вызывало резонансную переориентацию магн. моментов молекул. Пучок молекул, выходящий из источника О, отклоняется неоднородным магн. полем (магнит А на рис.), а затем фокусируется на детектор D неоднородным полем с градиентом противоположного знака (магнит В). Поля подбирают так, чтобы молекулы попадали на детектор независимо от их скорости. В зазоре магнита С, создающего однородное магн. поле Н₀, помещают проволочную петлю, соединённую с радиочастотным генератором и создающую поле H₁. В результате переориентации магн. моментов нарушается условие фокусировки и уменьшается число молекул, попадающих на детектор. Резонанс наблюдают по изменению интенсивности пучка на детекторе при изменении напряжённости поля Н₀ или частоты генератора w.

В квантовой теории переориентацию магн. моментов описывают как переход между двумя уровнями энергии молекул. Вероятность перехода под действием осциллирующего возмущения за время t равна

где

- частота Раби,

угл. частота прецессии магн. момента, g - гиромагн. отношение,

(см., напр., Двухуровневая система). Время t воздействия поля Н₁ на молекулу равно

, где l - размеры области, в к-рой

- скорость молекулы. Вероятность P(t)нужно усреднить в соответствии с распределением молекул по скоростям. Ширина резонанса по частоте обратно пропорциональна величине

, где

- ср. скорость молекул, но с увеличением l уменьшается интенсивность пучка.

Н. Рамзей (N. Ramsay) усовершенствовал метод Раби, добившись существенного сужения резонанса. При этом пучок молекул последовательно проходит через две области строго сфазированного радиочастотного поля, размером l каждая, к-рые разнесены в пространстве на расстояние L. При L

l и узком распределении молекул в пучке по скоростям выходной сигнал в таком устройстве, как функция w, представляет собой не
одиночный резонанс, как в методе Раби, а систему резонансов с расстоянием по частоте между соседними максимумами

При нулевой разности фаз между осциллирующими полями в соседних областях центр. максимум точно совпадает с w₀, а его полная ширина определяется временем пролёта молекул между областями с двумя разнесёнными радиочастотными полями.

Обычно метод Раби используют в спектрометрах радиочастотного диапазона (см. Радиоспектроскопия ). Одним из важнейших применений метода Раби было измерение магн. моментов протона, дейтрона и электрона. Метод Раби лежит в основе квантовых стандартов частоты и мн. методов исследования спектральных характеристик газов, жидкостей и твёрдых тел.

Литература по

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.