Saturday, January 18, 2014

qm01 量子力学讲的是几率 整个过程辐射出的电磁波就是一个光子。这个光子不是跃迁前也不是跃迁后辐射的,而是在这个过程中产生的

[DOC]

可见光的振荡週期为1.30到2.57飞秒。

飞秒(femtosecond)是一種時間的國際單位,为千万亿分之一秒,10-15秒或0.001皮秒(1皮秒是10-12秒)。在一飞秒中可以在真空内传播0.3微米可见光的振荡週期为1.30到2.57飞秒

原子光谱与分子光谱

jpkc.qust.edu.cn/index/niushuyan/pages/file/jiaoan/.../2.doc
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原子外层有多个电子时,其运动状态用总角量子数L;总自旋量子数S;内量子数J .... 一条谱线是原子的外层电子在两个能级之间跃迁产生的,可用两个光谱项符号 ...

  • 電磁波 - 中華百科全書

    ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia_media/main-usesc.asp?id=8605
    二、微波:頻率在109Hz至3×1011Hz之間,可用微波振盪器或能階分隔非常細小的 ... 六、X光:頻率3x1017Hz至5×1019Hz之間原子電子內層能階躍遷而產生。

  • 原子的某内层电子被电离形成空位,其他层的电子跃迁到该空位上时 ...

    m.jyeoo.com/.../0768291d-4276-4979-b875-be7634a5e1...
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    内层空位的产生有多种机制,其中的一种称为内转换,即原子中处于激发态的核 ... 是:电子原子内层能级之间跃迁,和氢原子能级跃迁一样,只是内层原子跃迁时, ...

  • 关于几个原子发光的问题请教一下,有金币- 物理- 小木虫- 学术科研第一站

    2013年9月29日 - 17 篇文章 - ‎7 位作者
    (2)那么激光原理中,电子层的跃迁,是指的轨道层之间跃迁还是指亚 ...原子光谱,只有一个电子层,所以既不是电子层间,也不是亚层,是能级间跃迁 ... 内层电子跃迁后,出来的空缺,外层电子会进来填充,外层电子跃迁内层 ...

  • 第三个问题和第四个问题其实是同一个问题。
    时间问题主要是楼主只是从经典方面,没有从量子力学原理去理解,量子力学讲的是几率。
    首先,电子从一个能级跃迁到另外一个能级,一定受到外部微扰,从而按照一定跃迁速率跃迁,这个跃迁速率一般用微扰论方法计算,这个过程是这样的:
    初始时刻,电子处于能级1的几率是1,处于能级2的几率为0;微扰作用下开始跃迁,跃迁过程中电子处于能级1的几率不断减小,处于能级2的几率不断增加,最后电子处于能级1的几率变为0,电子处于能级2的几率变为2,跃迁结束。整个过程辐射出的电磁波就是一个光子。这个光子不是跃迁前也不是跃迁后辐射的,而是在这个过程中产生的。
    整个过程的所用时间为t, 就是原子的发光时间。电磁波速度为c, 结束时最开始辐射的电磁波已经走了t*c,整个过程辐射了长度为t*c的电磁波,即波列长度。
    你可能把光子当成了一个“点”状粒子,所以才不理解的。
    谱线宽度我举一个例子说明,如果能级2不附近有好几个能级和它挨在一起,那么也会有一定几率的电子跃迁到这些能级,由于能量很接近,产生的这些谱线也很近,分不开,就表现为一个谱线宽度。

    关于几个原子发光的问题请教一下,有金币

    作者: jww094698 (站内联系TA)    发布: 2013-09-29
    在看激光原理的时候,遇到以下几个问题,本人学机械的,有点不太专业,故到此地问问,有金币,问题如下:
    (1)原子外层电子层,分为k、l、m、n等,其中又有s、p、d等亚轨道层;
    (2)那么激光原理中,电子层的跃迁,是指的轨道层之间的跃迁还是指亚轨道层的跃迁?
    (3)一个电子的跃迁,是否只释放一个光子?如果发射一个光子,那么是在跃迁的一开始释放光子,还是跃迁结束后释放的电子?
    (4)在发光学上有一个原子发光时间t的概念,则t*c(光速)为发射光子的波列长度,那么问题就来了,如果一次电子跃迁只发射一个光子,那么这个波列长度应该怎么理解呢?还有就是发光时间是不是指的电子从高轨到低轨的跃迁时间?
    (5)轨道层的确定,靠的是电子云等统计学的原理,那么也就是说电子在原子外层旋转的时候,并不是一层不变的轨道,那么也就是说,同样的原子的电子层,同样的跃迁层,其发射的电磁波的波长应该也是有误差存在的,也就是传说中的谱线宽度。这样理解对不对呢?
    现在主要有以上几个问题不太理解,里面也含有了自己的部分看法。希望专业的虫友不吝赐教,感激不尽!
    第二个问题,参考氢原子光谱,只有一个电子层,所以既不是电子层间,也不是亚层,是能级间的跃迁
    第四个问题,一直在纳闷,同请教。。。。。。。
    电子受激吸收能量,跃迁到外层轨道,就像人造卫星发射到大气层外绕地球运行那样
    但激发态不稳定,内层电子跃迁后,出来的空缺,外层电子会进来填充,外层电子跃迁到内层时,能量减少,就像卫星回归进入大气层一样,减少的动能以光子形式释放出来
    电子跃迁不一定仅释放光子,还可能产生俄歇电子
    第三个问题和第四个问题其实是同一个问题。
    时间问题主要是楼主只是从经典方面,没有从量子力学原理去理解,量子力学讲的是几率。
    首先,电子从一个能级跃迁到另外一个能级,一定受到外部微扰,从而按照一定跃迁速率跃迁,这个跃迁速率一般用微扰论方法计算,这个过程是这样的:
    初始时刻,电子处于能级1的几率是1,处于能级2的几率为0;微扰作用下开始跃迁,跃迁过程中电子处于能级1的几率不断减小,处于能级2的几率不断增加,最后电子处于能级1的几率变为0,电子处于能级2的几率变为2,跃迁结束。整个过程辐射出的电磁波就是一个光子。这个光子不是跃迁前也不是跃迁后辐射的,而是在这个过程中产生的。
    整个过程的所用时间为t, 就是原子的发光时间。电磁波速度为c, 结束时最开始辐射的电磁波已经走了t*c,整个过程辐射了长度为t*c的电磁波,即波列长度。
    你可能把光子当成了一个“点”状粒子,所以才不理解的。
    谱线宽度我举一个例子说明,如果能级2不附近有好几个能级和它挨在一起,那么也会有一定几率的电子跃迁到这些能级,由于能量很接近,产生的这些谱线也很近,分不开,就表现为一个谱线宽度。
    6楼: Originally posted by zhengyongyb at 2013-10-02 11:13:38
    第三个问题和第四个问题其实是同一个问题。
    时间问题主要是楼主只是从经典方面,没有从量子力学原理去理解,量子力学讲的是几率。
    首先,电子从一个能级跃迁到另外一个能级,一定受到外部微扰,从而按照一定跃迁速 ...
    能级层和电子层 亚轨道层  的关系是怎么样的呢?
    我的理解,激光是能级间跃迁产生的,原子作为一个整体,而不是单独的电子!
    我晕,你自己翻一下处理跃迁问题的量子力学含时微扰论嘛,
    跃迁过程中波函数可以写为a1(t)l1>+a2(t)l2>,系数a1(t)的大小逐渐变小,最后为0,而a2(t)的大小逐渐变大,最后为1。不就是处于能级1的概率逐渐变小,能级2的概率逐渐变大嘛。
    没有忽悠你的。
    (1)在量子理论的描述下是这样 但是 不能解决准分子 团簇 分子等体系的特殊问题
    (2)电子在轨道层间之间跃迁 在亚层轨道之间跃迁 都会发生 与电子层结构和体系被激发的状况有关 遵循能量守恒 动量守恒 量子数选择定则
    (3)一个电子的跃迁,不一定只与一个光子有关 无论是吸收光子还是发射光子 场环境是很重要的影响因素,辐射跃迁 非辐射跃迁 过程都可能存在,电子-光子-声子的耦合相当复杂。
    (4)发光学理论通常用寿命来描述这类问题,主要数学物理工具是爱因斯坦方程和发光动力学速率方程(组)。
    (5)电子云的概念的确是统计性的,带有量子理论的色彩,却又是唯像的概念。处于激发态的原子体系,可以由量子理论获得其基本的的电子状态描述,但是,电子云的概念几乎可以淡化到“不必再提”的程度。
    :cat49:
    10楼: Originally posted by 孙彧730 at 2013-10-04 20:40:55
    (1)在量子理论的描述下是这样 但是 不能解决准分子 团簇 分子等体系的特殊问题
    (2)电子在轨道层间之间跃迁 在亚层轨道之间跃迁 都会发生 与电子层结构和体系被激发的状况有关 遵循能量守恒 动量守恒 量子数选择 ...
    以上内容只是简单地回复
    还需要从书中寻找详细的解答
    11楼: Originally posted by 孙彧730 at 2013-10-04 20:42:34
    以上内容只是简单地回复
    还需要从书中寻找详细的解答...
    Originally posted by jww094698 at 2013-10-04 21:38:29:
    恭喜,奖励通知,您的帖子获得奖励啦
    http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=6423877&pid=11#pid11
    jww094698: 还有一个问题:发光时间怎么确定的呢?是不是跃迁开始到跃
    目前的实验方法获得的是统计性的数据——荧光寿命
    测不准不等式 和 测试方法 均决定着 单个光子的发光时间无法由实验获得
    建议你找一本发光学方面的书和一本量子力学方面的书 对照着看一下
    若仍有疑惑 可以向导师请教的
    6楼: Originally posted by zhengyongyb at 2013-10-02 11:13:38
    第三个问题和第四个问题其实是同一个问题。
    时间问题主要是楼主只是从经典方面,没有从量子力学原理去理解,量子力学讲的是几率。
    首先,电子从一个能级跃迁到另外一个能级,一定受到外部微扰,从而按照一定跃迁速 ...
    还是不解,一个光子,应该是只有一个波长,你这个tc超过了,应该有几个光子。。而按照能级与波长换算应该是一个光子。
    问题在于,是不是只发射一个光子还是一个波列?
    13楼: Originally posted by 负零度 at 2013-10-05 22:11:42
    还是不解,一个光子,应该是只有一个波长,你这个tc超过了,应该有几个光子。。而按照能级与波长换算应该是一个光子。
    问题在于,是不是只发射一个光子还是一个波列?
    ...
    一个光子就是一列光波,不是一个波长的光波。跟一个电子就是一列物质波是一样的。
    其实,那个波列长度本身不是量子力学概念,是相对论强行加在量子力学上的要求。即,物质波的传播速度不能超过光速,这里是光波,所以要等于光速。
    14楼: Originally posted by zhengyongyb at 2013-10-06 09:08:28
    一个光子就是一列光波,不是一个波长的光波。跟一个电子就是一列物质波是一样的。
    其实,那个波列长度本身不是量子力学概念,是相对论强行加在量子力学上的要求。即,物质波的传播速度不能超过光速,这里是光波, ...
    谢谢,还有问题,就是一个光子,它是一个波列,那么这个波列有多长?不会同一个光子的波列不一样吧?
    15楼: Originally posted by 负零度 at 2013-10-06 12:16:30
    谢谢,还有问题,就是一个光子,它是一个波列,那么这个波列有多长?不会同一个光子的波列不一样吧?
    ...
    根据测不准关系:
    如果光子有确定的动量或波矢,这个波列是无限长的,这也是我说波列长度本身不是量子力学概念,是相对论强行加在量子力学上的要求的原因;
    如果没有确定的动量或波矢,则光子可以局限于有限区间,就像一个波包。
    跟电子自由时和束缚态时波形完全不同是一个道理。
    太高深了,学历不行,无法理解。。谢谢您的指教。。

    原子辐射发光的困惑特别请教网友高见

    作者: gwjian (站内联系TA)    发布: 2011-09-13
    —向网友请教问题之二
                                作者   苟文俭
    在学习与思考中,作者遇到了关于原子发光的如下疑难问题:
    1、不考虑原子运动。我们知道,原子一次能级跃迁的时间一般约为10^-7s,这是否意味着原子一次辐射发光也就实现于约10^-7s的时间过程?具体应怎样确定?
    一般会认为:原子跃迁涉了价电子运动,这就与泡利不相容原理相关,再由相对论,价电子运动也决不等同于真空中的光传播。因此原子辐射发光、也就不可能是它的一次能量变化过程。
    2、考虑原子运动。原子的一次辐射发光,到底是实现于原子运动中某个由Δx构成的空间过程,还是运动中原子某个确定的空间位置(注意不考虑光子辐射后怎样运动)?对此怎样做具体的量化分析?
    有人这么认为:原子辐射发光是一个量子过程,不论原子怎样运动,其辐射均只能实现于它在运动中的某个确定的空间位置。这种认识有道理吗?
    作者特别上网请教网友高见,盼不吝赐教;跟帖或发邮件均可,作者将不胜感激。
    作者的E-mail地址:w.j3699@163.com
                                         2010-9-13
    原子发光是有长度的,光速乘以发光时间就近似是,这个引入了光的相干性和相干长度,解释光为什么很难干涉
    2楼: Originally posted by jshine at 2011-09-13 11:54:49:
    原子发光是有长度的,光速乘以发光时间就近似是,这个引入了光的相干性和相干长度,解释光为什么很难干涉
    很感谢jshine君的留言,再请说说“发光时间”该如何确定?
    1楼: Originally posted by gwjian at 2011-09-13 11:49:47:
    —向网友请教问题之二
                                作者   苟文俭
    在学习与思考中,作者遇到了关于原子发光的如下疑难问题:
    1、不考虑原子运动。我们知道,原子一次能级跃迁的时间一般约为10^-7s,这是否意 ...
    1.这个时间(寿命τ)是用公式Aexp(-τ/t),需要测试某种顺态谱.
    2.坐标系和物理模型的选择是人为的,是否合适,要看具体的物理过程.您有权选择原子或电子作为坐标系的原点,也有权选择质点/点电荷模型讨论,此时,Δx的确可以确定.但是,对许多关于量子的问题,这样的选择是不合适的.
    相干长度是能准确测到的,相干长度除以光速近似等于发光时间,要精确测量需要瞬态光谱,甚至单原子瞬态发光谱,但这个也不一定很准,倒是相干长度极易测量
    5楼: Originally posted by jshine at 2011-09-14 13:18:01:
    相干长度是能准确测到的,相干长度除以光速近似等于发光时间,要精确测量需要瞬态光谱,甚至单原子瞬态发光谱,但这个也不一定很准,倒是相干长度极易测量
    相干长度决定于发光条件,由此确定的发光时间就并不由原子存在的微观过程决定,因此其参考意义并不大。
    4楼: Originally posted by 孙彧730 at 2011-09-13 17:01:19:
    1.这个时间(寿命τ)是用公式Aexp(-τ/t),需要测试某种顺态谱.
    2.坐标系和物理模型的选择是人为的,是否合适,要看具体的物理过程.您有权选择原子或电子作为坐标系的原点,也有权选择质点/点电荷模型讨论,此时,Δx的 ...
    谢谢留言帮助。
      1,瞬态光谱的测量决定于同步触发电路,只有确定了这种触发与原子自身辐射过程的关系后,瞬态光谱才有可能为辐射时间提供有用的线索,但目前好象还沒有看到有这方面的研究。
       2,运动原子的一次辐射是发生在一个点位置,还是,Δx的过程,最简单情形就是选原子为坐标系原点,但这都只能用能量或动量规律分析,由于它们都不是过程量,因此还是无法与Δx相联系。
    7楼: Originally posted by gwjian at 2011-09-14 16:46:44:
    谢谢留言帮助。
      1,瞬态光谱的测量决定于同步触发电路,只有确定了这种触发与原子自身辐射过程的关系后,瞬态光谱才有可能为辐射时间提供有用的线索,但目前好象还沒有看到有这方面的研究。
       2,运动原子的 ...
    1.这方面的研究很多,而且很成熟.现在都是"飞秒"时代了.
    2.位形坐标模型是很常见的讨论Δx的模型.
    难道楼主真不知道这两件事情?
    你没有理解透相干长度,什么是发光条件,原子自发辐射不需要任何条件,只要在高能级,过一段时间都会跳回来,发个光
    8楼: Originally posted by 孙彧730 at 2011-09-14 18:10:53:
    1.这方面的研究很多,而且很成熟.现在都是"飞秒"时代了.
    2.位形坐标模型是很常见的讨论Δx的模型.
    难道楼主真不知道这两件事情?
    你好:
    1、瞬态光谱的研究是已进入了"飞秒",但我并未看见专门研究“瞬态触发与原子自发辐射相互关系”的文章,在该技术领域我是孤陋寡闻,先生是否可给我推荐一两篇。
    2、对坐标系,如果使用的是能量或动量规律,就肯定无法与Δx联系,除非使用洛仓兹协变,但由于辐射未知,这种协变实际并不能进行。
    9楼: Originally posted by jshine at 2011-09-14 21:25:41:
    你没有理解透相干长度,什么是发光条件,原子自发辐射不需要任何条件,只要在高能级,过一段时间都会跳回来,发个光
    你好:我所说的发光条件,是指辐射源的大小(原子多少)、原子种类、温度及受激发的相关条件等等。我想,每一个这种不同条件,都有可能影响到光的波列长度,从而影响光通过相干长度所需的时间。当然对此我并沒有做实验,可能不对,请赐教。

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