Essays.club - Получите бесплатные рефераты, курсовые работы и научные статьи
Поиск

Контрольная работа по "Физике"

Автор:   •  Январь 20, 2022  •  Контрольная работа  •  1,535 Слов (7 Страниц)  •  227 Просмотры

Страница 1 из 7

        

        Задача 1

  1. Рассчитайте вероятность спонтанного перехода и коэффициент Эйнштейна для индуцированного перехода в двухуровневой системе с разностью энергии между уровнями ∆E и дипольным моментом ||.[pic 1]
  2. Получите выражение для вероятности  индуцированного электродипольного и магнитодипольного перехода под действием монохроматического поля. Постройте зависимость от времени для расстройки ∆ω при заданных  и ||.[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]
  3. Получите выражение для усредненной по времени вероятности  индуцированного перехода с учетом релаксационных процессов. Определите вероятность перехода для , ||, Θ.[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

Дано:

∆E = 6,6 * Дж[pic 10]

|| = 4,5 * Кл*м[pic 11][pic 12]

∆ω/ ω = 4 * [pic 13]

 = 0,01 В/м[pic 14]

 = 6 * с[pic 15][pic 16]

 =  с[pic 17][pic 18]

Θ = 60 град

ћ= 1,05 * Дж*с – постоянная Планка[pic 19]

K = 1,38 *  Дж/К – постоянная Больцмана[pic 20]

с = 3 * м/с – скорость света[pic 21]

 = 8,85 *  Ф/м – электрическая постоянная[pic 22][pic 23]

Решение:

Найдем вероятность спонтанного перехода

 =  [pic 24][pic 25]

где  – дипольный момент[pic 26]

      – частота и длина волны перехода.[pic 27]

[pic 28]

[pic 29]

 Расчитаем коэффициент Эйнштейна для индуцированного перехода:

[pic 30]

[pic 31]

  1. Вероятность индуцированного перехода под действием монохроматического поля равна:

t) = ,[pic 32][pic 33]

где   =   - для электродипольного перехода;[pic 34][pic 35]

       =  – для магнитодипольного перехода;[pic 36][pic 37]

        – напряженность электрического поля в падающей волне;[pic 38]

       =[pic 39][pic 40]

        – напряженность магнитного поля в падающей волне;[pic 41]

  - магнитный дипольный момент;[pic 42]

 – угол между направлением вектора и вектором дипольного момента D;[pic 43][pic 44]

 – угол между направлением вектора  и направлением постоянного магнитного поля, действующего на систему;[pic 45][pic 46]

∆ω = ω – разность между частотой перехода и частотой падающего поля.[pic 47]

ω =  = [pic 48][pic 49]

∆ω =  = 25,1328 *[pic 50][pic 51]

 =  = 4591837 [pic 52][pic 53][pic 54]

t) = 4591837 [pic 55][pic 56]

[pic 57]

  1. Среднюю по времени вероятность индуцированного перехода определим по выражению:

 = [pic 58][pic 59]

где - время продольной релаксации;[pic 60]

       – время поперечной релаксации;[pic 61]

ω =  = [pic 62][pic 63]

∆ω =  = 25,1328 *[pic 64][pic 65]

 =  = 4591837 [pic 66][pic 67][pic 68]

 = 0,0022[pic 69]

Задача 2

  1. Определите величину собственной ширины линии перехода для молекулы аммиака в аммиачном генераторе. Какими процессами она определяется? Укажите вклад каждого процесса. Рассчитайте величину добротности линии.
  2. Получите условие самовозбуждения для генератора на N. Подсчитайте число молекул, необходимое для поддержания непрерывных колебаний генератора. Определите среднюю мощность излучения генератора при  мол/с. Аналогичные расчеты проведите для генератора на атомарном водороде при  мол/с.[pic 70][pic 71][pic 72]
  3. Получите выражение для диэлектрической добротности вещества при  мол/с. С помощью выражения для диэлектрической добротности получите выражение для действительной и мнимой части диэлектрической проницаемости. Определите величину и знак
    для аммиака, заполняющего резонатор аммиачного генератора. Расстройкой частоты и насыщением можно пренебречь.
    [pic 73][pic 74]

Дано:

 = 4 * мол/с[pic 75][pic 76]

 = 4 * мол/с[pic 77][pic 78]

Решение:

  1. Молекулы аммиака имеют два энергетических состояния – нижнее, соответствующее симметричной  волновой функции, и верхнее – антисимметричной. Инверсную населенность можно получить, если пропустить пучок молекул аммиака через сортирующую систему, представляющую собой квадрупольный конденсатор, электрическое поле которого увеличивается по мере удаление от оси. Эти уровни молекул аммиака в Электрическом поле сдвигаются в разные стороны (эффект Штарка): верхний уровень сдвигается вверх, а нижний  - вниз.

[pic 79]

В связи с этим в результате прохождения сквозь сортирующую систему около оси будут фокусироваться лишь молекулы, находящиеся на верхнем уровне (потенциальная энергия на оси достигает минимума), в то время как молекулы, находящиеся на нижнем, т.е. невозбужденном, уровне, стремясь к периферии, где электрическое поле имеет наибольшее значение, будут выталкиваться из пучка ( на оси же потенциальная энергия будет максимальна). Благодаря этому в объемный резонатор попадает в основном пучок возбужденных молекул, т.е. молекул с отрицательной температурой, который может усиливать соответствующие резонансные колебания или служить генератором.

...

Скачать:   txt (17.6 Kb)   pdf (438.5 Kb)   docx (843.4 Kb)  
Продолжить читать еще 6 страниц(ы) »
Доступно только на Essays.club