38. Спонтанное и вынужденное излучение. Оптический квантовый генератор.

При переходе с более высоких энергетических уровней атома, на более низкий происходит самопроизвольное или спонтанное испускание атомами фотонов. Под действием излучения происходят вынужденные переходы с более низких энергетич. уровней на более высокие, при этом вещество поглощает падающий на него свет.

В 1926г Эйншт. обратил внимание на то, что двух указан-ых видов илучения недостаточно для объяснения существования сост-ий равновесия между излучением и веществом. Вероятность спонтанных переходов определяется лишь внутрен-ми св-ми атомов и не зависит от нтен-ти пад-го излучения. Вероятность поглащательных переходов зависит как от св-в атома, так и интен-ти падающего излучения. Для возможности установления равновесия между излучателем и веществом при произвольной интенсивности пад-го излучения, необходимо сущ-е испускаемых переходов. вер-ть которых возврастала бы с увелич-ем интен-ти и излуч-ем.

Возникающие в результате таких переходов излучение наз. вынужденными или индуционными,оно обладает след. св-ми:

1. Направление его распространения в точности совпадает с напрвлением распр-я вынужденного излуч-я, т.е. внешнего излучения вызвавшего переход.

2. Частота, фаза и поляризация вынужденного и вынуждаюбщего излучения совпадают

3. Вынужденное и вынуждающее излучение когеренты

Осебенности вынужденного излучения лежат в основе действия усилителей и генераторов света, назыв. лазерами или оптическими квантовыми генераторами.

Лазерное излучение – электромагнитное излучение оптического диапазона, обладающее такими свойствами, как когерентность, монохроматичность, поляризованность, направленность, что позволяет создать большую локальную концентрацию энергии.

39. Состав атома ядра. Ядерные силы. Энергия связи ядра.

Ядро- это центральная часть атома в которой сосредоточена почти вся масса и его положит. заряд. Размер ядра определяется радиусом ядра, имеющим имеющий условный смысл в развитии границ ядра. Эмпирически получено, что радиус ядра:

Плотность ядерного вещества кг/м3. Она постоянная для всех ядер и превосходит плотность самых плотных тел. Атомные ядра сот. из протонов и нейтронов, которое наз. нуклонами. Протон имеет полож. заряд равный заряду эл-на Кл. Нейтрон не имеет заряда.

Заряд ядра равен суммарному заряду протонов в ядре.

e- заряд протона, z – порядковый номер хим. эл-та в периодич. сис-ме Менде-ва или число протонов в ядре. Число нуклонов в ядре равно сумме протонов и нейтронов. Оно показывается массовым число А=z+N

Ядра с одинаковым число z,но различными числами N и А назыв. изотопами. .

В ядрах существую взаимодействия или ядерные силы по своей природе являющиеся отличными от гравитац-ых эл-ых взаимод-ий. Ядерные силы являются короткодействующими силами. Они проявляются на очень малых расстояниях между нуклонами в ядре и имеют порядок . Они явл-ся силами притяжения, анна расст. меньшем отталкивания. Ядерные силы облад. зарядом незначительно. Это проявл. в том что взаимод. между двумя нуклонами не зависит от того явл-ся ли нуклон протоном или нейтроном. Ядерные силы облад. св-ом насыщения, т.е. нуклон в ядре взаимод .лишь определенным числом ближайших нуклонов.

Между нуклонами в ядре сущ. ядерное взаимод., его притяж. обеспечив. усточивость ядер не смотря на кулоновское отталкивание протонов. Для того чтобы ядро расчипить на отдельные нуклоны без придания им кинетической энергии нужно совершить работу. Эта работа есть энергия связи ядра.

Энергия, которая требуется, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи.

E_св = [Zm_p + (A-Z)m_n – m_я]c² , где

Z – число протонов; (A-Z) – число нейтронов; m_p – масса протона; m_n – масса нейтрона; m_я – масса ядра с массовым числом А и зарядом Z.

Дефект массы определяет энергию связи ядра.

Δm = Zm_p+(A-Z)m_n – m_я , где

Δm - дефект массы; Z – число протонов; (A-Z) – число нейтронов; m_p – масса протона; m_n – масса нейтрона; m_я – масса ядра с масс. числом А и зарядом Z; A – массовое число атомного ядра.