【教学课件】第二章光谱导论.ppt
《【教学课件】第二章光谱导论.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《【教学课件】第二章光谱导论.ppt(29页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二章第二章 光谱导论光谱导论2.1 2.1 含时微扰理论含时微扰理论2.2 2.2 电磁辐射的吸收和发射电磁辐射的吸收和发射2.3 2.3 选择规则选择规则2.4 2.4 线形和线宽线形和线宽2.5 2.5 光谱吸收系数光谱吸收系数*2.1 2.1 含时微扰理论含时微扰理论光谱涉及状态间的跃迁光谱涉及状态间的跃迁,需用含时需用含时SchrodingerSchrodinger方程方程 而而前者为体系无辐射时与时间无关的前者为体系无辐射时与时间无关的Hamitonian,Hamitonian,后者是由体系与辐射或其他相互作用后者是由体系与辐射或其他相互作用.展开展开定义定义:一般地一般地,则则:
2、,以以 乘两边乘两边,并遍及整个空间积分并遍及整个空间积分,得得利用正交关系得利用正交关系得(这个方程是严格的)这个方程是严格的)从态从态 n n 到态到态 m m 的跃迁几率为的跃迁几率为:取定积分取定积分,得得在一级微扰近似下在一级微扰近似下,设在设在t=0时对定态时对定态 n 施加微扰施加微扰.(光谱总是从某个量子态开始)光谱总是从某个量子态开始)(实际总是关心(实际总是关心mnmn情形情形)2.2 2.2 电磁辐射的吸收和发射电磁辐射的吸收和发射电磁辐射有许多不同形式电磁辐射有许多不同形式,如可见光如可见光,无线电波无线电波,红外线等红外线等.z z偏振光偏振光波数波数如则1MHz=1
3、000Hz电场强度电场强度:磁场强度磁场强度:(是是频频率,率,是波是波长长)不同种类分子光谱所在的波长和波数区域示意图不同种类分子光谱所在的波长和波数区域示意图辐射的电场或磁场与原子或分子的电子相互作用辐射的电场或磁场与原子或分子的电子相互作用,产生与时间有关产生与时间有关的微扰的微扰 因为原子或分子电子态间的跃迁一般发生在紫外区因为原子或分子电子态间的跃迁一般发生在紫外区,转动和振动态间跃迁的波长更长转动和振动态间跃迁的波长更长,而原子或分子的大小约而原子或分子的大小约1 ,1 ,从而从而偶极矩的偶极矩的x x分量分量,(z偏振光)偏振光)在什么条件下跃迁几率有显著大小呢在什么条件下跃迁几
4、率有显著大小呢?1.(光吸收光吸收)(受激吸收受激吸收)2.(受激发射受激发射)对受激吸收对受激吸收,跃迁几率为跃迁几率为(辐射密度辐射密度)对连续频率的辐射对连续频率的辐射,(激光除外激光除外)为单位体积内单位频率的电磁辐射能量为单位体积内单位频率的电磁辐射能量令则近似近似:对受激发射对受激发射,可得相同公式可得相同公式.对各向同性的辐射对各向同性的辐射,为跃迁偶极矩为跃迁偶极矩一般地一般地,应考察应考察,与偶极矩有关与偶极矩有关与四极矩有关与四极矩有关与磁偶极矩有关与磁偶极矩有关这是光谱理论中最重要的公式这是光谱理论中最重要的公式跃迁速率(常数):跃迁速率(常数):EinsteinEins
5、tein的辐射吸收和发射理论的辐射吸收和发射理论1.从基态从基态m m到激发态到激发态n n的受激吸收的受激吸收激发态激发态n的粒子数的变化为的粒子数的变化为这里这里B为为Einstein系数系数.2.从激发态从激发态n n到基态到基态m m的自发发射的自发发射3.从激发态从激发态n n到基态到基态m m的受激发射的受激发射按按Boltzman分配律分配律,在热平衡时在热平衡时,有有而按黑体辐射定律而按黑体辐射定律从而从而该系数与激发态的平均寿命有关该系数与激发态的平均寿命有关.称为激发态称为激发态 n n 的平均寿命的平均寿命此外此外,受激发射的光的传播方向与照射光同受激发射的光的传播方向与
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 教学课件 教学 课件 第二 光谱 导论
限制150内