Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Давыдов А.С. -> "Теория твердого тела" -> 203

Теория твердого тела - Давыдов А.С.

Давыдов А.С. Теория твердого тела — М.: Мир, 1979. — 646 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyatverdogotela1979.pdf
Предыдущая << 1 .. 197 198 199 200 201 202 < 203 > 204 205 206 207 208 209 .. 233 >> Следующая

многообразные явления: 1) энергия фотонов частично или целиком переходит
в энергию теплового движения; 2) свет вызывает в твердом теле химические
реакции, фотоэффект; 3) кристалл излучает фотоны той же или измененной
частоты. Процессы преобразования световой энергии в кристалле обычно
тесно связаны с ее перемещением из одних мест кристалла в другие. Такое
перемещение частично осуществляется механизмом реабсорбции и главным
образом экситонами Френкеля в молекулярных кристаллах и экситонами Ванье
- Мотта, электронами и дырками в полупроводниках и диэлектриках.
Возбуждение кристаллов осуществляется потоком фотонов или заряженных
частиц. При движении заряженных частиц возникает также тормозное
излучение. Движение быстрых электронов сопровождается черенковским
излучением.
В этом параграфе мы исследуем только излучение кристалла, обусловленное
его оптическим возбуждением. В настоящее время все виды излучения,
возникающего в молекулах и кристаллах при оптическом возбуждении, принято
называть вторичным свечением [459, 460]. Вторичное свечение
подразделяется на: 1) релеевское рассеяние (без изменения частоты; 2)
комбинационное рассеяние (с изменением частоты); 3) люминесценцию; 4)
горячую люминесценцию и 5) резонансное свечение. К вторичному свечению
следует отнести и отражение света от поверхности, так как оно
сопровождается частичным проникновением света в кристалл и отражает
характер возбужденных состояний кристалла.
В большинстве случаев отдельные виды вторичного излучения сравнительно
хорошо разделяются, отражая механизм протекающего процесса, связанного с
излучением. В некоторых же случаях очень трудно, а иногда и принципиально
невозможно провести разделение вторичного излучения на отдельные
компоненты.
576
РАССЕЯНИЕ СВЕТА И ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
[ГЛ, XIV
Если энергия возбуждающего света попадает в область прозрачности
кристалла, то в результате взаимодействия света с веществом происходит
рассеяние с той же частотой или с измененной частотой. Процессы рассеяния
света в теории рассматриваются как процессы второго порядка, проходящие
через промежуточные виртуальные состояния. При релеевском рассеянии
процессы поглощения и излучения когерентно связаны. На квантовом языке
такое рассеяние является упругим соударением фотона с кристаллом. При
комбинационном рассеянии происходит неупругое столкновение фотона с
фононами. Из-за изменения частоты когерентность нарушается, однако
сохраняются кинематические соотношения, обусловленные выполнением законов
сохранения энергии и импульса.
Если свет возбуждает в кристалле реальные электронные или электронно-
колебательные состояния, то после поглощения света система находится
некоторое время (среднее время жизни т) в этом состоянии. Процессы
поглощения и испускания выступают как независимые процессы. Среднее время
жизни т определяет экспоненциальное уменьшение интенсивности излучения (/
(t) = = / (0) ехр (-t!т)) с течением времени. Оно обусловлено
взаимодействием электронных и электронно-колебательных степеней свободы с
другими степенями свободы кристалла и с вакуумом поля излучения.
Взаимодействие с вакуумом поля излучения характеризует радиационное-
время жизни хг. Его обратная величина связана с вероятностью спонтанного
излучения фотона в единицу времени. Такое излучение называют
люминесценцией. При испускании фотона квантовая система переходит в более
низкое энергетическое состояние, в частности в основное состояние.
В люминесцирующих телах значительная часть поглощенной энергии не
поступает в тепловое распределение, а излучается в виде света. Такие
вещества действуют как световые трансформаторы, превращая излучение одной
частоты в излучение другой частоты. В частности, с помощью
люминесцирующих веществ можно превратить невидимые ультрафиолетовые лучи
в видимые. Это явление широко используется для практических целей.
Наряду с люминесценцией каждое тело, нагретое до определенной
температуры, излучает фотоны за счет энергии беспорядочного теплового
движения зарядов. Интенсивность этого температурного бесструктурного
излучения пропорциональна четвертой степени температуры. Спектральный
состав излучения также определяется температурой. Чтобы отделить
люминесценцию от теплового излучения, Вавилов [461] предложил следующее
определение люминесценции: "Люминесценцией тела в данной спектральной
области называется избыток излучения над температурным при условии, что
это избыточное излучение обладает конечной длительностью, превышающей
период световых колебаний".
РАЗЛИЧНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ВТОРИЧНОГО СВЕЧЕНИЯ
577
Длительность свечения может быть уменьшена изменением внешних условий;
такое изменение называется тушением люминесценции. Возможность тушения
является одним из признаков люминесценции. Степанов и Апанасевич [462]
предлагают называть люминесценцией фотоизлучение, при котором поглощение
и испускание фотонов разделены между собой некоторыми промежуточными
процессами. К числу промежуточных процессов они относят оптические или
Предыдущая << 1 .. 197 198 199 200 201 202 < 203 > 204 205 206 207 208 209 .. 233 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed