Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Просветление среды в области резонансного погло> щения может быть свяэано со штарковским сдвигом частоты квантового перехода в поле эл.-магн. волиы (см. Штарка эффект). Кроме того, причиной П. э. могут явиться также фотофиз. п фотохим. превращения в среде под действием падающего излучения (фотоионизация, фото диссоциация, хнм. реакции), приводящие к уменьшению общего числа частиц, поглощающих иа заданной частоте.
Иной характер имеет П. э. в поле коротких импульсов, длительность к-рых меньше времён релаксации резонансного перехода. В этом случае возможен т. н. эффект самоиндуцированной прозрачности, когда вследствие когерентности взаимодействия энергия, поглощаемая веществом из передней части импульса, полностью возвращается импульсу иа его заднем фронте.
Все перечисленные механизмы могут вызывать П. э. и прн многофотонном поглощении. Кроме того, в этой случае возможно просветление вследствие нелинейной интерференции разл. процессов возбуждения. Напр., возбуждение перехода при трёхфотонном поглощении излучения с частотой о> может быть подавлено действующим в против офазе процессом однофотониого возбуждения в поле излучения на частоте третьей гармоники Зш. При этом «выключается» как трёхфотонное, так и однофотоииое поглощение. Аналогичные эффекты возникают н при двухфотоином поглощении. П. э. такой природы наз. интерференционным (иногда — параметрическим) просветлением.
Матем. описание П. з. зависит от механизма просветления, а также от спектральных и временных характеристик излучения. При однофотоииом поглощении MO-нохроматич. излучения П. э. описывается ур-нием
-1Г
где I — интенсивность волны в точке z, Jc(I) — показатель поглощения, зависящий от интенсивности. Вид ф-ции &(/) определяется конкретным фнз. механизмом нросветления н характером уширення линий (или
Полос) поглощения. Напр., если П. э. обусловлен насыщением и лиипя поглощения уширена однородно, то к(1) = к„/(1 + а/); здесь A0 — показатель поглощения, к-рый фигурирует в законе Бугера (см. Бугера — Ламберта — Бера закон), а — константа насыщения.
П. э. играет большую роль в квантовой электронике в нелинейной оптике: ячейки с просветляющийся веществом используются для т. н. пассивной модуляции добротности и синхронизации мод лазеров, формирования коротких импульсов в лазерных усилителях и т. п. П. э. в газовых средах, помещённых в резонатор лазера и. обладающих доплеровски уширенной линией поглощения иа частоте генерации, используется для стабилизации частоты и сужения линий генерации. В нелинейной спектроскопии наблюдение П. а. в неоднородно уширенных линиях поглощения является одним из методе» регистрации спектров с высоким разрешением.
Лит.: M а н ы к и н Э. А. ,Афанасьев А. М., ОС одной возможности «просветления» среды при многоквантовом резонансе, «ЖЭТФ», 1907, т. 52, с. 1246; Аникин В. И. и др., К теории сложения частот в резонансных условиях, «Квантовая электроника», 1976, т. 3, с. 330; Красников В. В., П го е-ннчннков М. С.,Соломатин B.C., Параметрическое просветление среды при резонансном четырехволновом взаимодействии, «Письма в ЖЭТФ», 1986, т. 43, с. 115; см. также лит, при ст. Нелинейная оптика„ К. II. Драбович,
ПРОСВЕЧИВАЮЩИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП — CM. Электронный микроскоп.
ПРОСТАЯ ВОЛНА (волиа Римана) — волиа, каждая точка профиля н-рой распространяется с пост, скоростью и, зависящей от значения волнового поля "ф в этой точке. Такие процессы характерны для иелиней-ньрс сред без дисперсии (см. Волны). Одномерная П. в. описывается выражением
и(г|))*], (1)
где F — нек-рая ф-ция, определяемая начальным условней. На плоскости переменных х, t значение if в П. в. сохраняется на прямых
х—u(\|))f=const, (2)
наз. характеристиками. Различным зависимостям «(-ф) соответствуют несколько типов П. в. Бели и ие зависит от ij) (линейное приближение), то П. в. распространялся без изменения формы. В общем же случае профиль П. в. деформируется.
Пример — движение сжимаемого газа, возбуждаемое поршнем в трубе. В газе существуют две П. в., распространяющиеся со скоростями U± = V ± С, где V — скорость частиц, ас — местная скорость звука, зависящая от плотности в дайной точке профиля волиы. Если поршень выдвигается нз трубы, то в ней возникает П. в. разрежения в виде расширяющихся по координате х перепадов давления, плотности, скорости ча-
стиц и т. д. Если же поршень вдвигается в трубу ускоренно с дозвуковой скоростью, то перед ним распространяется П. в. сжатия, к-pая непрерывно сокращается, вплоть до образования участка с бесконечной крутизной профиля, что соответствует пересечению характеристик (рис.). В дальнейшем в волие (1) должна бы-
Эволюция скорости частиц в волне, возникающей при ускорен-вой вданганни поршня (а); штриховкой обозначено положение поршня в последовательные монеты временя. Соответствующий вил (б) характеристики на плоскости х, <; а — траектория поршня, я* и — координата и момент образования разрыва.
ла бы образоваться неоднозначность — «перехлёст» или «опрокидывание» волны сжатия, но в данном примере это не имеет физ. смысла. На самом деле исходные ур-ния динамики идеального газа, из к-рых следует решение (1), становятся непригодными в области резких изменений состояния, н в результате вместо неоднозначности возникает резкий скачок параметров — ударная волна, в к-рой существенную роль играют диссипативные процессы (вязкость и теплопроводность среды). Движение за фронтом ударной волны уже не будет П. в. из-за отражений возмущений от фронта скачка; лишь при достаточно малой его интенсивности отражения пренебрежимо малы (см. Нелинейная акустика).
