8 – רוחב ספקטרלי

1. אי-וודאות של הייזנברג השפעת הלחץ והצפיפות התרחבות דופלר 8 – רוחב ספקטרלי Dn and Dl גורמים להתרחבות: מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

2. רוחב ספקטרלי I [W/cm2] Imax Dn Imax 2 n0 רוחב פס Bandwidth n באוסף גדול של פולטים מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

3. Dl Imax Linewidth Imax/2 רוחב קוו lL lS l0 l Dn Dl = n0 l0 Dnl02 Dnl0 Dl = Dl c = n0 Dn andDl c = ln מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

4. h h dEn tn > h dEn > 2p 2p 2p tn 1 1 DdE0+1 = dE0 +dE1 > + t0 t1 עקרון האי-וודאות של הייזנברג אי-וודאות של רמה בודדת אנחנו מסתכלים אל המבנה של החומר דרך הספקטרוסקופיה, אבל ... לא ניתן למדוד אנרגיה של רמה בודדת, אלא הפרש באנרגיה בין שתי רמות. אי-הוודאות של פס הבליעה הוא סכום אי-הוודאות של כל רמה מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

5. תרגיל הפרש האנרגיה בין שתי רמות הואDEo,1 = 1.08 eV נתונים l n Ddn0+1,H Ddl0+1,H הרמה ההתחלתית היא רמת היסוד זמן מחצית החיים של הרמה השניה הוא 2 ns חשב: מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

6. DEn=0 = 1.08 eV = hc/l0 l0 = hc/DEn=0 = 1.24 x 10-6/1.08 = 1.148 mm חישוב אורך גל מרכזי חישוב תדירות מרכזית l0n0 = c n0 = c/l0 = 3x108/1.148 x 10-6=2.61 x 1014 [Hz] מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

7. h 2p 1 1 DdE0+1 > + t0 t1 1 1 Ddn0+1 > 1 1 + t0 t1 2p 2p 1 Ddn0+1 > 0.159 t1 > 2x10-9 חישוב אי-הוודאות של הייזנברג בתדירות t0= אינסוף = 7.96 x 107 [Hz] n0 = =2.61 x 1014 [Hz]± 8x107 [Hz] מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

8. Dnl02 Dl0+1,H = c חישוב אי הוודאות של הייזנברג באורך הגל (7.96 x 107)(1.148 x 10-6 )2/ 3x108 = (7.69 x1.32/3) x (107-12-8) = Dl0+1,H = 3.38x10-13 [m] = 3.38x10-7mm l0 = 1.148 mm ± 3.4x10-7mm מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

9. פליטה +Z בליעה השפעת הלחץ והצפיפות על רמות האטום הבודד Wilson p.42 רמות באטום בגז דליל מוגדרות ע"י השדה של גרעין בודד והאלקטרונים שמסביבו מעברים חדים, מוגדרים, ספקטרום קווי מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

10. אטום 2 מתקרב בזמן פליטה באטום 1 +Z +Z כיוון החליפה שינוי בשדה החשמלי עבור האלקטרון ברמה הגבוהה אטום 2 מתקרב בזמן הפליטה שינוי בהסתברות ההתפלגות המטענים אטום 1 מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

11. +Z +Z עיוות אורביטלות ע"י שדה של אטום שכן השפעה חזקה יותר על רמות חיצוניות הפרש האנרגיה בין הרמות משתנה, אורך הגל של הפליטה משתנה מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

12. לחץ נמוך P לחץ גבוה התרחבות עם הלחץ מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

13. +Z +Z +Z +Z +Z +Z +Z +Z +Z +Z +Z +Z רמות במוצק הרמותהפנימיות נשארותצמודות לגרעין. חפיפה של רמות מלאות חלקית וראשונה ריקה מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

14. +Z +Z +Z +Z Eg רמת ההולכה:מיזוג של כל הרמות הריקות הראשונות היווצרות רמת הגביש רמת הערכיות: מיזוג של כל הרמות המלאות חלקית פליטה בליעה מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

15. +Z +Z +Z +Z בליעה ופליטה של רמות פנימיות בגביש הרמותהפנימיות נשארותצמודות לגרעין. הרמות הפנימיות יכולות גם כן לבלועה ולפלוט פוטונים פסי הבליעה של הרמות הפנימיות גם עשויות להתרחב, כי האטומים מתנדדים מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

16. הרחבה פס בליעה בגלל התנגשויות הקירבה של פרודות נוספות (אטומים, מולקולות, יונים, אלקטרונים) ליד האטום הפולט משנה את זמן החיים, t, של הרמה. בזמן הפליטה, יש רמה אלקטרונית שונה במקצת מזו שקיימת כאשר אין השפעה של הסביבה. פתרון מתוך טיפול בתהליכים אקראיים Saleh and Teich, Fundamentals of Photonics, p. 446 ביטוי לא מקובל עלי. הצבת ערכים של fcolנותן ערכים גבוהים. שקף 29 מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

17. W L משדר נייח LW = c [m] מקור במנוחה הרחבת דופלר Dt = 1 s L= cDt c שווה למרחק, לא למהירות (הגבלנו את עצמנו לשניה) אחרי שניה אחת, חזית הגל תגיע לנקודה W המצאת c מטר מ-L מספר הגלים במרחק LW הוא n [waves] (לא [waves/s] ) האורך של כל גל הוא: l0 = LW/n = c/n מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

18. משדר נע בכיוון הקרינה L L’ L’W = c - v [m] מקור נע בכיוון הקרינה, מתקרב לצופה Dt = 1 s אחרי שניה המקור ימצא ב-L’ חזית הגל תגיע לנקודה W, הנמצאת v-c מטר מ- L’ W גם במקרה זה, מספר הגלים במרחק L’W הוא n האורך של כל גל הוא: ls=L’W/n= c-v/n מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

19. c-v ls= L’W/n= n v v v l0 c l0 - - = = 1 - = = n c n v n l0 1 - l0 n l0v l0 lL lS = l0 - c מקור במתקרב לצופה במהירות v האורך של כל גל הוא: מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

20. l0v ls = l0 - c l0 lL lS 2v Dl =6.7x10-9v = c l0 מקור במתקרב לצופה במהירות v ההפרש Dls= l0 - ls = (v/c) l0 בדומה , עבור מקור מתרחק DlL= lL - l0 = (v/c) l0 מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

21. ½ 3kT v = = Mkg ½ T ½ 3k Mamu mH ½ T v = 158 Mamu חישוב מהירות של מולקולת גז אנרגיה קינטית ממוצעת של מולקולת גז ½ Mkg v2= 3/2 kT Mkg = Mamu mH k = 1.38x10-23 joule/degree mH = 1.65 x 10-27 Kg מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

22. Dl 6.7x10-9 v = l0 ½ T v = 158 Mamu ½ T Dl 1.06 x10-6 = Mamu l0 חישוב הרחבת דופלר מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

23. ½ T Dl Dl 1.06 x10-6 = = Mamu l0 l0 3.01 x 10-6 T = 400 0K l0 (CO2) = 10.6 mm תרגיל המשקל המולקולרי ב-amu Mamu(CO2) = [mC+ 2mO] = 12 + (2x16) = 44 amu מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

24. Dl = l0 3.01 x 10-6 רוחב הקו Dl = 3.01 x 10-6l0= )3.01 x 10-6)(10.6 x 10-6 ) = Dl= 3 x 10-11 m = 3 x 10-5mm התדירות c = ln c/l = n = (3x108)/(10.6 x10-6) = 2.83 x 1013 Hz מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

25. רוחב הפס היחסי Dl/l0 =Dn/n0= 3.01 x 10-6 Dn =n0Dl/l0 = (2.83 x 1013 Hz)(3.01 x 10-6) Dn= 8.4 x 107 Hz n = 2.83 x 1013 ± 8.4 x 107 Hz מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

26. ישומים אסטרונומיים של אפקט דופלר כדור הארץ מתקרב לחלק מככבי השמים ומתרחק מהחלק השני. כעבור חצי שנה, מתקרב לאלו שהתרחק קודם. מהירות כדור הארץ הוא 30 Km/s 1 "תזוזה לאדום של היקום" 2 מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

27. שפופרת וואקום תיל מלופף בדרך כלל מ- W מקרה קיצוני של התרחבות: מנורות להט מוצקים, בטמפרטורות גבוהות קורנים כגוף שחור (בקירוב טוב) אין חשיבות לפסי הפליטה, כל הרמות מעוררות ומתרחבות עד ליצירת רצף מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

28. Wl W cm2 mm T1 T2 l [mm] 1 2phc2 W cm2 mm Wl = ehc/klT - 1 l5 l max1 l max,2 התפלגות האנרגיה בגוף שחור lmax T = a = 2898[mm0K] W = sT4 מקורות קרינה ולייזרים - המהוד

29. התרחבות של פס פליטה בהתנגשויות kc is the concentration proportionality constant kg is the geometry proportionality constant kp is the probability constant מקורות קרינה ולייזרים - המהוד