المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24
من آداب التلاوة
2024-11-24
مواعيد زراعة الفجل
2024-11-24
أقسام الغنيمة
2024-11-24
سبب نزول قوله تعالى قل للذين كفروا ستغلبون وتحشرون الى جهنم
2024-11-24


Classical Atomic Spectral Line  
  
1244   04:24 مساءاً   date: 8-8-2016
Author : Sidney B. Cahn Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 1 , p 68


Read More
Date: 23-8-2016 889
Date: 21-8-2016 794
Date: 2-8-2016 1152

Classical Atomic Spectral Line

Consider the classical theory of the width of an atomic spectral line. The “atom” consists of an electron of mass m and charge in a harmonic oscillator potential. There is also a frictional damping force, so the equation of motion for the electron is

 (1)

a) Suppose at time t = 0, x = x0 and = 0. What is the subsequent motion of the electron? A classical electron executing this motion would emit electromagnetic radiation. Determine the intensity I(ω) of this radiation as a function of frequency. (You need not calculate the absolute normalization of I(ω), only the form of the ω dependence of I(ω).  In other words, it is enough to calculate up to a constant of proportionality.) Assume γ/m << ω0.

b) Now suppose the damping force γ is absent from (1) and that the oscillation is damped only by the loss of energy to radiation (an effect which has been ignored above). The energy U of the oscillator decays as U0e-Γt. What, under the above assumptions, is Γ. (You may assume that in any one oscillation the electron loses only a very small fraction of its energy.)

c) For an atomic spectral line of 5000 Å, what is the width of the spectral line, in angstroms, as determined from the calculation of (b)? About how many oscillations does the electron make while losing half its energy? Rough estimates are enough.

SOLUTION

a) The equation

has a solution

(1)

with initial conditions x = x0, and ẋ = 0, where we used

for ω0 >> γ/m. In the same approximation, the acceleration

(2)

The total energy ε radiated by the atom

(3)

where I(ω) is the spectral density of the radiation. On the other hand

(4)

where we used the formula

(5)

and the fact that w = 0 at t < 0. We may write the Fourier transform of the acceleration w:

Now, Parseval’s relation  gives

(6)

Comparing (3) and (6), we obtain for the spectral density

b) The energy U of the oscillator may be written

(7)

The power loss is therefore

(8)

This may be equated to the power loss given by the average over one cycle of (5)

(9)

c) We may rewrite (9) as

The linewidth in angstroms may be found from

Now find the time T for the atom to lose half its energy:

The number of oscillations is then




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.