дипольне випромінювання

Дипольному випромінювання, електромагнітне випромінювання, обумовлене зміною в часі дипольного моменту системи. Розрізняють електричне та магнітне дипольне випромінювання в залежності від того, викликається воно зміною електричного або магнітного дипольного моменту.







У класичній електродинаміки дипольне випромінювання - випромінювання електромагнітних хвиль, що виникає при зміні в часі електричного або магнітного дипольного моменту будь-якої системи зарядів і струмів. Найпростішим прикладом системи з змінним електричним дипольним моментом служить Герца вібратор - металева антена, що має форму розрізаного по довжині на дві рівні частини штиря, підключеного в розрізі до джерела змінного струму. Під дією цього джерела струму в штирі виникає змінний струм, який і створює змінний електричний диполь. Змінний магнітний дипольний момент можна створити, якщо по будь-якому замкнутому контуру без самоперетинів розташувати провідник і пропустити по ньому змінний електричний струм. Відповідно до класичної електродинаміки, дипольне випромінювання в хвильової зоні, т. Е. На відстані від змінного дипольного моменту, що значно перевищує довжину хвилі випромінювання, являє собою розходиться в різні боки хвилю зі сферичним фронтом, вектори напруженостей електричного Е і магнітного Н полів в кожній точці перпендикулярні напрямку розповсюдження хвилі , амплітуди Е і Н в цій хвилі з ростом відстані R зменшуються як 1 / R. У нерелятивістському наближенні (швидкості руху зарядів багато менше швидкості світла с) поле, створюване рухаються або нерухомими зарядами поза зоною їх розміщення, описується як сукупність полів мультиполів. В релятивістському випадку, коли характерні швидкості зарядів в випромінюючої системі виявляються близькими до с, а характерна довжина хвилі випромінювання порівнянної з розмірами випромінюючої системи, Мультипольне розкладання полів випромінювання, першими двома членами якого є поля електричного і магнітного дипольних наближень, стає непридатним.







Дипольне випромінювання, як і будь-яке інше електромагнітне випромінювання, забирає з джерела енергію, зменшуючи тим самим енергію коливань дипольного моменту. Зазвичай електричне дипольне випромінювання однієї і тієї ж випромінює системи значно більше магнітного дипольного випромінювання і останнім можна знехтувати. У тих же випадках, коли з тих чи інших причин електричне дипольне випромінювання відсутнє або сильно пригнічений, необхідно враховувати магнітне дипольне випромінювання і електричне квадрупольному.

Згідно квантової теорії, електромагнітне випромінювання виникає при квантовому переході системи зі стану з більшою енергією в стан з меншою енергією. При такому переході випромінюється фотон частоти v = (E1 -Е2) / h, де E1 і Е2 - енергії початкового і кінцевого станів, h - постійна Планка. Такий мимовільний перехід системи в стан з більш низькою енергією, що супроводжується випусканням фотона, називається спонтанним. Якщо розміри системи малі в порівнянні з довжиною хвилі фотона, то ймовірність спонтанного переходу в одиницю часу з першого стану в друге в першому наближенні теорії збурень пропорційна квадрату елемента матриці р12 електричного дипольного моменту системи. Саме тому дипольне випромінювання називається випромінюванням при квантовому переході, у якого відмінний від нуля який відповідає цьому переходу елемент матриці електричного дипольного моменту (так званий дипольний перехід). Дипольні переходи грають основну роль в випущенні фотонів атомами і молекулами. Якщо ці переходи заборонені правилами відбору, то, як і в класичній системі, набувають значення інші переходи, для яких відмінні від нуля, наприклад, будь-які елементи матриці квадрупольного електричного або магнітного дипольного моменту. Поряд зі спонтанним дипольним випромінюванням існує вимушене дипольне випромінювання збудженої дипольної системи, наприклад молекули.

пов'язані статті







Схожі статті