Спонтанное испускание (спонтанное излучение). РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Спонтанное испускание (спонтанное излучение) - процесс самопроизвольного испускания эл--магн. излучения атомами и др. квантовыми системами, находящимися на возбуждённых уровнях энергии (см. Квантовый переход ).В отличие от вынужденного излучения, С. и. не зависит от воздействия на квантовую систему внеш. излучения, и его закономерности определяются исключительно свойствами самой системы (подобно др. типам спонтанных процессов - радиоакт. распаду, превращению молекул при мономолекулярных реакциях и др.).

С. и. возникает при спонтанном квантовом переходе возбуждённой системы с более высокого уровня энергии

на более низкий

и характеризуется частотой v_ik испускаемого фотона с энергией

и вероятностью А_ik, равной ср. числу фотонов, испускаемых квантовой системой в единицу времени (см. Эйнштейна коэффициенты ).Если населённость уровня равна N_i, то мощность С. и. (энергия фотонов, испускаемых в 1 с) равна

; она определяет интенсивность С. и., к-рая остаётся постоянной при постоянстве N_i. Если задана нач. населённость i-гo уровня N_i0, а дальнейшее возбуждение отсутствует, то вследствие С. и. N_i будет убывать со временем t по закону:

- полная вероятность С. и. при переходах системы с уровня энергии

на все более низкие уровни энергии

. Чем больше А_i, тем быстрее затухает со временем С. и. и тем меньше время жизни

на уровне

Вероятность A_ik С. и., являющаяся важнейшей характеристикой квантового перехода, зависит от характеристики уровней, между к-рыми происходит переход. Для диполъного излучения A_ik пропорциональна кубу частоты перехода и квадрату дипольного момента перехода; в видимой области спектра она ~10⁸ c^-1, что соответствует временам жизни возбуждённых уровней энергии ~10^-8 с. В спектроскопии часто пользуются вместо вероятностей А_ik безразмерными вероятностями

, т. н. силами осцилляторов (А₀- вероятность, принятая за 1 и дающая такой же закон затухания С. и., как и для дипольного излучения упруго связанного электрона согласно классич. теории).

Литература по спонтанному испусканию

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.