1tom - 0585.htm
625
испускания. Для движущейся диполъной системы, обладающей конечной массой, возникает квантовый эффект отдачи, определяемый законами сохранения энергии и импульса в элементарном акте излучения одного фотона. На характер излучения движущегося диполя существенно влияет также наличие внеш. среды с показателем преломления п(ю)^И.
Поскольку каждый фотон обладает фикснров, угловым моментом и ч╦тностью, то, согласно закону сохранения момента и ч╦тности, имеются определ╦нные ограничения (отбора правила) на характеристики квантовых состояний, между к-рыми возможны переходы с Д. и. Квантовые переходы, сопровождаемые Д, и., наз. дппольными. Они играют осн. роль в испускании света молекулами. Если эти переходы запрещены правилами отбора, то, как и в классич. системе, приобретают значение др. переходы, для к-рых отличны от нуля, напр., к.-л. элементы матрицы квадрупольного или магн. дипольного момента.
Наряду со спонтанным Д. и. существует вынужденное испускание возбужд╦нной диполыюй системы, напр, молекулы. Оно возникает под действием внеш. эл.-магн. поля резонансной частоты, совпадающей с одной из возможных частот спонтанного Д. и. данной молекулы. Вероятность вынужденного излучения пропорциональна интенсивности внеш. излучения. При попадании резонансного фотона в неравновеспую среду возбужденных молекул (т. н, активную среду) испускаются фотоны, в свою очередь играющие роль полых резонансных фотонов. В результате в протяженной активной среде число испущенных фотонов лавинообразно раст╦т. На атом свойстве вынужденного излучения основано действие квантовых усилителей, а также квантовых генераторов эл.-магн. излучения ≈ мазеров и лазеров. В отсутствие внеш. излучения его роль может сыграть спонтанное излучение отд. молекул среды. Соответствующий процесс вынужденного усиления спонтанного излучения наз. с верх люминесценцией* В естеств. условиях он реализуется, например, в космических мазерах, его используют также в сверхлюмннесцентных лазерах.
Вынужденное Д. и. осциллирующих электронов широко используют в электронике для усиления и генерации микроволнового излучения {см. Гиротрон, Мазер на циклотронном резонансе, Лазеры, на свободных электронах, Ондулятор).
Спонтанное Д. и. приобретает качественно новые свойства в макроскопич. системе, состоящей из достаточно плотно упакованных дипольных излучателей (возбужд╦нных молекул), взаимодействующих посредством резонансного эл.- магн, поля. В такой системе могут самопроизвольно возникать взаимно сфазированные дипольные колебания изначально не колебавшихся молекул. В результате они начинают излучать когерентно, т. е. возникает коллективное спонтанно е Д. и. молекул, мощность к-poro существенно превышает мощность обычного спонтанного излучения такого же числа нзолиров. молекул. При этом все молекулы переходят из возбужд╦нного состояния в состояние с более низкой энергией за время, значительно меньшее времени спонтанного перехода изолправ. молекулы. Такой коллективный нестационарный когерентный процесс получил название сверхизлучения Динке, он принципиально отличается от процесса сверхлюмине-сценцпи.
Сверхпзлучение используют для создания сверхизлу-чающпх мазеров и лазеров, генерирующих ультракороткие импульсы с большой мощностью излучения в отсутствие резонатора. Сверхизлучающин и сверхлюминесцентный способы генерации излучения особенно важны для рентг, и УФ-диапазонов, в к-рых трудно осуществить многократное прохождение излучения через активную среду из-за малого времени жизни возбужд╦нных состояний частиц среды и отсутствия хороших резонаторов.
Литп.: Л а н д а у Л. Д., Л и ф ш « ц Е. М., Теория поля, б над., М., 1973; Давыдов А. С,, Квантован механика, 2 изд., М., 1973; Фаин В. М., X а н и н Я. П., Квантовая радиофизика, М,, 19ti5; Релнтшшстская высокочастотная электроника, Г., 197У; Андреев А. В., Емельянов В. И., Ильинский Ю. А., Коллективное спонтанное излучение (сверхизлучение Дине), «УФН»> 1980, т. 131, с. 653; Я р и в А., Квантовая электроника, пер. с англ-, 2 изд., М., 1980.
В. В. Кочаро«ский, Вл. Б. Кочароеский, М. А. Миллер. ДИПОЛЬНЫИ МОМЕНТ ≈ м у л ь т и н о л ьн ы И момент 1-го порядка (ранга), одна из иптегр. характеристик источников (возбудителей) поля (эл.-магн., акустнч. п т. п.)- Напр., источниками пост, электрич. тюля являются скалярные плотности электрич. зарядов; Д, м. огранич. системы зарядов, распредел╦нных в пространстве с плотностью р(г), наз. пек-тор ре, определяемый интегралом:
(1)
сосредоточенных в
(см. Диполь электрический),
Набор из п точечных зарядов точках г,-, характеризуется распределением
Р м=-2<?/б(г-г,-),
1 =
где и (г) ≈ дрльта-функция Дирака; в этом случае интеграл (1) вырождается в ряд
п
(2)
Если суммарный заряд
г1
(монопольный м о-м е н т) равен нулю, \ р (г) dV= 0, то Д. м. (1) или (2)
инвариантен относительно выбора начала отсчета (точки г≈0). Если суммарный заряд отличен от нуля, то Д. м. существенно зависит от системы отсчета, в покрой избранной системе Д. м. равен нулю.
Источниками пост. магн. поля служат векторные плотности электрич. токов; Д. м. (магн. моментом) произвольного распределения токов с плотностью j(f) наз. псевдовектор рт, определяемый интегралом:
1 Л
(3)
Здесь используется Гаусса система единиц (си. Диполь магнитный). Независимость от выбора начала отсчета
соблюдается при условии V .?{/*} rfV=Q, т. е. для любых вихревых токов, когда div,;=G.
Выражения (1) и (3) пригодны н для порем, полей, однако при этом возбуждаются не чисто электрич. или магн. поля, а эл.-магн. поле, способное, в частности, уносить энергию от источника; соответствующее излучение наз. дипольным (см, Диполъное излучение].
Аналогично вводится Д. м. для полей любой фпз.
ПРИРОДЫ- М, А. Миллер.
ДИПОЛЬНЫИ МОМЕНТ МОЛЕКУЛЫ ≈ характеризует электрич. свойства молекулы. Д. м, м. и. равен: ^1≈ £?£∙/*,∙, где qi ≈ заряды составляющих молекулу частиц, п ≈ их радиусы-векторы относительно произвольно выбранного качала координат (см. Диполь-ный момент). В этом случае заряды считают точечными, однако электронный заряд в молекулах распредел╦н непрерывно, поэтому, строго говоря, суммирование нужно заменить интегрированием. Д. м. м. можно представить иначе: суммарный положит, заряд (-{-Q) электро-нейтралъной молекулы и е╦ суммарный отрицат. заряд (≈Q) можно стянуть в нек-рые точки (их положение определяется аналогично нахождению положения центра масс тв╦рдого тела); если расстояние между +*? и ≈ Q равно I (принятое направление отрезка I от +<? к ≈(?), то ц≈QI. Д, м. м. измеряется в дебаях н обыч-но имеет порядок 1 Д.
X
Jk
о
с
631
")
}
