Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
QT вТ
аГ =лмн 77'
Коэф. Риги — Ледюка Arl даётся ф-лой (по порядку величин)
ARL~eilmc.
Здесь т — время свободного пробега носителей заряда (время релаксации импульса), т — их эфф. масса. Для электронов ARL < О, для дырок Arl > 0. Существует приближённое соотношение между A RL,константой Холла R (см. Холла эффект) и уд. проводимостью о:
Arl=oR.
Лит. см. при ст. Термогалъваномагнитные явления. РЙДБЕРГ (Ry) — внесистемная единица энергии, применяемая в атомной физике и оптике. Названа в честь Й. Р. Рндберга (J. R. Rydberg). I P.= 13,60 эВ, т. е. энергии связи электрона в атоме водорода в основном состоянии (см. Атом). IP.= 2,1796-IO-11 эрг = =1Ii единицы энергии в Xapmpu системе единиц. РЙДБЕРГА ПОСТОЯННАЯ, Я,— фундаментальная физическая константа, входящая в выражения для
Ёасчёта уровней энергии и частот излучения атома. !ведена Й. P- Ридбергом (J. R. Rydberg) в 1890. Если принять, что масса атомного ядра бесконечно велика по сравнению с массой электрона (ядро неподвижно), то, согласно квантовомеханич. расчёту, R00 = 2п*те*/с№= = 10973731,534(13) м-1 (на 1986), где е и т — заряд и масса электрона, R ^hc — 13,6056981(40) эВ. При учёте движения ядра масса электрона заменяется на приведённую массу электрона и ядра; в этом случае Hi = RaoKi -Ь т.!Mi), где Mi — масса ядра. РИДБЕРГОВСКИЕ СОСТОЯНИЯ — состояния атомов, иоиов и молекул с большими значениями главного квантового числа п (высоковозбуждённые состояния). Названы в честь Й. Р. Ридберга (J. R. Rydberg), впервые экспериментально исследовавшего атомные спектры вблизи границы ионизации [1].
Р. с. атомов и ионов характеризуются чрезвычайно малыми (по атомным масштабам) иониэац. потенциалами, большими временами жизни (т. к. вероятность излучат, квантовых переходов с них мала) и большими радиусами орбит высоковозбуждёняого (рндберговско-го) электрона. Р. с. подобны состоиииям атома водорода. Переходы между соседними Р. с. лежат в радио диапазоне. Большое значение п позволяет применять для описания Р. с. квазиклассич. приближение н использовать для них понятия классич. механики. Большие размеры орбит и малые энергия связи ридберровского электрона обусловливают высокую чувствительность Р. с. к воздействию электрич. и магн. полей и большие
391
РИДБЕРГОВСКИЕ
РИДКРГОвСКИе
эфф. сечений взаимодействия атомов в Р. с. с заряжеи-иЫми Частицами.
В табл. 1 приведены значения осн. характеристик атоков и атомных ибнов, йаходящихся в Р. с.
Табл. 1.
Табл. 2.
Физическая величина Физическая зависимость Численное значение для «=100; Z=I
Энергия связи ридберговского электрона1 Характерный равйер риД-берговской орбиты1 , , , Z2R00In2 n2ajz 1,36-10"» эВ 0, 53 >10”* см
Геометрическое сечение HalniIZ2 0,88-10-* CM2
Частота переходов между СОСЕДНИМИ радбергоВсКИМИ СОСТОЯНИЯМИ Радиационное время жизни ридберговского состояния* ZlA toZ2/ tin* n*{31nn—Q , 25) 4,13 • 10Т с-4
z*A0 17 с
напряжённость атомного . электрического полй, Действующего на ридбергов-ский электрон* ...... Напряжённость электрического поля, соответствующая порогу ионизации атб-ма из ридберговского состояния E6ZtZn* EtZtI 16«« 51,4 В-см-1 3,2 В-см-1
H0=p2/2m-j-U(r),
(1)
^nl —
д<х>(1— т/М) (и—вОг
(2)
Серия ридберговского состояния LI Na К Rb Cl
п8Ч, 7ipV1 npV* n0tU noV, 0,4 1,348 2,18 3,131 4,040
0,047 0,855 1,714 2.055 3,5?
0,047 0,855 1,711 2,041 3,55»
0,0021 0,0021 0,0155 0,0155 0,277 0,277 1.347 1.347 2,476 2,400
дов между Р. с. с п и п' определяется ф-лой Крамер^» (с ошибкой менее 20%):
_ 2A8 ,(ее')»л
Z1Ro
Bi' —
ZtRc
(3)
і B00=1/* -WieVftj-I3,6 эВ~Ріфбереа постоянная (т,е—масса и заряд электрона), Z—спектроскопический символ. 2 O0= —ftJ/mcs=0 ,53-10-* CM—Бора радиус. * A0=I 6а*Доо/3 JtVTЛ= =8аж/ЗяУТ T1=O ,79 101® C-1, t#=t,42-10“” с—атомная ёДиница времени (V11—скорость эЛектрйЙа в атоме водорода).
k Ee=C1Ztt2=I ,714-10’ ед. СГСЁ—5Д 42 ¦ 10* В-см~1—атомная единица напряжённости электрич. поля.
Систематич. изучение Р. с. стало возможным с нач. 1970-х гг. благодаря успехам Лазерной спектроскопии, пЬдволившей исследовать в лаб. условиях Р. с. с л <¦-'300, а также радйоастрономии, #. к. в межзвёздных облаках были обнаружены линии поглощения между Р. с. с 700.
Волновые функция н энергий рндберговскнх СОСТОЯНИЙ атомов. Волновые функции Р. С; с хорошей точностью могут быть представлены каи Произведение волновые ф-Ций ридберговского электрона и оставшейся атомной системы — атомного остатка. Свойства атома в Р. с. в основном определяются Волковой ф-цией высоко возбуждённого электроиа, к-рай является собств. ф-Цней гамильтониана:
где Sn, Sn, — энергии уровней, отсчитанные от границы ионизации. Ср. вероятность перехода с данного уро*-ня на все др. уровни энергии есть величина, обратная ср. времени жизни системы на данном уровне.
Ридберговские состояння в электрическом поле принципиально нестационарны — происходит ионизация атома полем. Однако для слабых полей вероятность авто ионизации (ионизации полем) экспоненциально ма* ла и Р. с. можно считать квазистационарными. В электрич. поле высоковозбуждёиные уровни энергии испытывают штарковское расщепление и сдвиг (см. Штарна эффект), их волновые ф-ции являются собств. ф-циямн гамильтониана:
