《量子力学》第21讲光的吸收及辐射.pptx

1上讲回顾一、量子态随时间的演化二、定态下量子态的跃迁三、跃迁定则四、能量－时间不确定度关系五、能级展宽与谱线宽度

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光的吸收、受激辐射

与自发辐射量子力学

4目录一、光的吸收与辐射现象二、原子跃迁的微扰论描述三、吸收的跃迁速率四、跃迁选择定则五、吸收系数与受激辐射系数六、自发辐射系数

5几个基本概念能级（图）、上（高）能级、下（低）能级基态、激发态从量子力学的观点出发，原子（分子等）具有一系列分立的状态。每种状态对应一定的能量值（本征值），按能量大小排列(能级图)，能量最低的状态称为基态，其他能量较高的能级称为激发态。处于热平衡状态的原子系统，原子数按能级的分布服从玻而兹曼统计分布。

6一、光的吸收与辐射现象(1)

7光谱图实例

8一、光的吸收与辐射现象(2)半经典理论电磁场与原子的相互作用：经典理论、半经典理论、量子理论

9一、光的吸收与辐射现象(3)忽略磁场、空间均匀电场、偶极近似返

10二、原子跃迁的微扰论描述(1)

11二、原子跃迁的微扰论描述(2)

12二、原子跃迁的微扰论描述(3)

13二、原子跃迁的微扰论描述(4)返

14三、吸收的跃迁速率(1)

15三、吸收的跃迁速率(2)

16三、吸收的跃迁速率(3)

17三、吸收的跃迁速率(4)

18三、吸收的跃迁速率(5)

19三、吸收的跃迁速率(6)

20三、吸收的跃迁速率(7)

21问题归结为坐标的矩阵元的计算三、吸收的跃迁速率(8)

22四、跃迁选择定则(1)

23四、跃迁选择定则(2)核心是计算坐标的矩阵元关键是看量子数的变化

24四、跃迁选择定则(3)m0mm=0,1

25四、跃迁选择定则(4)

26二、应用选择定则

Zeeman效应谱线分裂

27例：有l=2和l=1两条能级。在无外场下发生跃迁的光波频率为由偶极矩跃迁选择定则应用选择定则返

28五、吸收系数与受激辐射系数(1)

29五、吸收系数与受激辐射系数(2)返

30六、自发辐射系数(1)

31六、自发辐射系数(2)如何解决?

32六、自发辐射系数(3)

33六、自发辐射系数(4)

34六、自发辐射系数与受激辐射系数的关系(5)自发辐射的选择定则?

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