|
|
радиочастотное поло jfficos «Г ориентированы перпендикулярно направлению света. Свет, прошедший через колбу с парами, воспринимается фотопри╦мником и регистрируется синхронным детектором, на к-рый пода╦тся также сигнал с частотой <о (рис. 4).
Радиочастотное поле Jftcos (at, параллельное измеряемому полю &, модулирует расщепление между
Регистрирующее устройство
Синхронный
детектор
Генератор
колебаний
У:илитель
Магнитный экран
Фотоумножитель
Рис. 4. Схема Хянле магнитометра.
энергетич. подуровнями атомов B7Rb, что приводит к модуляции интенсивности регистрируемого света. Контур наблюдаемой линии имеет лоренцеву форму (1+0*т8)-*, где 0=1^8≈^1/4, £а, £, ≈энергии пересекающихся уровней, т ≈ время жизни возбужд╦нного атома. Максимум наблюдаемой линии соответствует пересечению уровней £2≈f^≈0,
Для измерения компонент поля Н удобно наблюдать кривую дисперсии. При этом в пределах ширины линии Г, амплитуда регистрируемого оптического сигнала проходит через нуль при //≈0 и пронорц. измеренной компоненте поля. Частота to радиочастотного поля, воздействующего на атомы 87RbT не является резонансной частотой этих атомов, поэтому Ханле магнитометр не является резонансным, несмотря на то, что наблюдаемый сигнал имеет лоренцеву форму.
С помощью Ханле магнитометра могут быть измерены слабые магн. поля с индукцией #~100≈1000 нТл при отношении сигнала к шуму ~103 и пороге чувствительности 1≈2 нТл. Такая чувствительность сравнима лишь с чувствительностью магнитометров, в к-рых используется квантование магн. потока в двухсвязных проводниках. Ханле магнитометры применяют для измерения сверхслабых магн. полей, напр. магн. полей и космосе, долей ферромагн. экранов и др.
Лит.: Померанцев Н. М., Рыжков В. М., Скроцкий Г, В., Физические основы квгштоной магнито-мтрии, М., 1972; Скроцкий Г, В., С о л о м а х о Г, И., Явлений пересечения магнитных подуровней в основном состоянии и его применение в магнитометрии, «Геофизич, аппаратура», 1973, в..Ь2, с. 3; Александров Е. Б., Мамы-р и н А. Б., Наумов А. П., СТС ≈ магнитометр для абсолютных измерений магнитной индукции слабых магнитных-полей, «Измерит, техника», 1977, Л« 7. с, 73; Козлов А. Н., Майоршин В. B.f Компонентные гелиевые магнитометры на аффекте Ханле, в сб.: Геомагнитное приборостроение, M.f 1977, с. 9; Александров Е. Б., Абсолютные измерения: малых магнитных полей, «Вестник АН СССР», 197Я, JSi* 11, с. 14; его же, А томно-резонансные магнитометры с оптической накачкой, в кн.: Исследования в области магнитных измерений, Л., 1978, с. 3; Б л и н о в Е, В, и др., Щ>лочно-гелиевый магнитометр с оптической ориентацией атомов калия, «ЖТФ», 1984, т. 54, в. 2, с. 2£1. Е. И. Дашевская.
КВАНТОВЫЙ ПЕРЕХОД ≈ характерный для квантовой системы (атома, молекулы, кристалла, атомного ядра, элементарной частицы) скачкообразный переход из одного состояния в другое, происходящий под влиянием к.-л. взаимодействия, присущего частицам данной системы. Наиболее важен случай К. п. между стационарными состояниями, соответствующими оп-редел. значениям энергии системы [представление о К. п. для итого случая 6b;j;o введено Н. Бором (N. Bohr)
в 1913]. К. п. между нестационарными состояниями могут быть описаны с помощью суперпозиции состояний принципа.
В общем случае К. п. характеризуется амплитудой перехода (см. Матрица рассеяния}', квадрат е╦ модуля определяет вероятность перехода. При любых К, ть выполняются точные законы сохранения энергии, импульса, момента импульса, электрпч. заряда и др. В К. п.т происходящих за сч╦т эл.-магн. и сильного взаимодействий, выполняются законы сохранения пространственной ч╦тности, зарядовой ч>тности, странности и др., к-рые могут нарушаться в переходах, происходящих благодаря слабому взаимодействию (см. Отбора правила). К- п. между разл. стационарными состояниями, сопровождающиеся испусканием или поглощением к.-л. частицы (наир,, фотона в случае излучательных переходов), на схемах уровней энергии принято изображать вертикальными или наклонными линиями, соединяющими соответствующие уровни энергии системы, изображаемые горизонтальными линиями. Ниже рассматриваются К. п. в атомах и молекулах. Такие К. п. могут быть излучательнымп и безызлучательными. При излучат. К. п. система испускает (переход 8t -»-£>, <?1>£г.,где £/ и ╦-k ≈ энергии стационарных состояний, между к-рыми происходит К. п.) или поглощает (переход о^/',) квант эл.-магн. излучения ≈ фотон энергии Av=^:to ≈ = &i≈£it (v или ш ≈ обычная или круговая частота излучения). В зависимости от величины ff≈/»^ испускается или поглощается излучение в разл. частотных диапазонах шкалы эл.-магн. волн. Совокупность излучат. К. п. с верх, уровней энергии на нижние образует спектр испускания данной квантовой системы, а с ниж. уровней на верхние ≈ си спектр поглощения. При безызлучат. К. п. система отда╦т или получает энергию при взаимодействии с др. системами. Вероятности К. п. в атомах и молекулах принято характеризовать средним числом переходов данного типа за единицу времени (1 с).
Излучат. К. н. могут быть спонтанными («самопроизвольными»), не зависящими от внеш. воздействий на квантовую систему и обусловленными с╦ взаимодействием с физ. вакуумом (спонтанное испускание фотона), и вынужденными (индуцированными), происходящими под действием внешнего эл.-магн* излучения резонансной частоты v= (£∙≈£д)/А (поглощение и вынужденное испускание фотона) (см. Спонтанное излучение, В ынужденкое излучение], Вероятности излучат. К, п. определяются Эйнштейна коэффициентами н могут быть рассчитаны методами квантовой электродинамики и квантовой механики.
Как отмечалось, изменение энергии квантовой системы при безызлучат. К. п. происходит вследствие е╦ взаимодействия с др. квантовыми системами, напр, для молекулы газа при е╦ столкновении с др. молекулами, а для частицы в жидкости или в кристалле ≈ при взаимодействии с ближайшим окружением. Помимо вынужденных безызлучат. К, п., сопровождающихся изменением энергии системы, возможны спонтанные безызлучат. К. п., при к-рых при заданной энергии происходит распад системы на части, напр. автоионизация атома (см. Оже-эффект) или пре-диссициаиия молекулы. Такие процессы возможны, ослй энергия системы больше энергии, необходимой для е╦
распада.
ЛГ А, Елъяшевич.
КВАНТОВЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (мазер) ≈ усилитель магн. волн СВЧ-диапазона, основанный на явлении. вынужденного испускания ал. -маги . излучения возбужд╦нными квантовыми системами (атомами, ионами, молекулами). Усиление обусловлено тем, что при вынужденном испускании частота /, фаза, поляризация и направление распространения у излуч╦нной и вынуждающей волн одинаковы (см. Квантовая электроника], К. у. обладают чрезвычайно малыми собственными шумами, благодаря чему они применяются
∙Л GQ
О
ь-
X <
333
