Раздел второй. Квантовые приборы. Глава 8. Физические основы квантовых приборов. 8.1 Энергетические уровни. Квантовая система, состоящая из микрочастиц, электронов, ядер, атомов и так далее, отличаются тем, что ее внутренняя энергия может принимать только дискретные значения. Возможные дискретные значения энергии называют энергетическими уровнями. В свободных атомах квантуется энергия электронов и имеется система энергетических уровней электронов. Наблюдаются следующие движения частиц: движение электронов в атоме, колебания атомов в молекуле, вращение и поступательное движение молекул. Квантование энергии приводит к образованию сложной системы энергетических уровней. Основной системой являются электронные уровни ЭУ, отстоящие друг друга на 1 – 10 эВ. Между электронными уровнями располагаются колебательные уровни КУ с расстоянием примерно 0,1 эВ, а между колебательными уровнями находятся вращательные уровни ВУ с интервалом 10ֿ³ эВ и менее. Переходы между электронными уровнями соответствуют излучению в видимом и ультрафиолетовом диапазонах, между колебательными уровнями-инфракрасному, а между вращательными- СВЧ диапазону. В твёрдых телах взаимодействие частиц становится настолько сильным, что образуются зоны с очень близко расположенными уровнями, между этими зонами имеются зоны запрещённых значений энергии (запрещённые зоны). В атомах осуществляются только те переходы между энергетическими уровнями, которые удовлетворяют правилам отбора, устанавливающим допустимые различия квантовых чисел. Переходы, удовлетворяющие правила отбора, называются разрешёнными, а остальные - запрещёнными. Переходы с излучением или поглощением квантов электромагнитной энергии (фотонов) называют излучательными, а переходы, в которых квант энергии выделяется в виде тепла в среде,- безызлучательными. Состояние, из которого запрещены все излучательные переходы в более низкие энергитические состояния, называется метастабильными. назад | оглавление | вперёд