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
زكاة الفطرة
2024-11-05
زكاة الغنم
2024-11-05
زكاة الغلات
2024-11-05
تربية أنواع ماشية اللحم
2024-11-05
زكاة الذهب والفضة
2024-11-05
ماشية اللحم في الولايات المتحدة الأمريكية
2024-11-05

تمييز المشتركات وتعيين المبهمات / أبو جرير القمي.
2023-06-24
قصة عيسى
2-06-2015
دعوى الميراث
13-3-2019
الحامض النووي Deoxyribonucleic Acid DNA
4-1-2016
Viron
13-9-2020
الطريقة المحاسبية الفرنسية وتطبيقاتها
20-5-2022

Einstein Coefficients  
  
983   05:05 مساءاً   date: 26-8-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 39


Read More
Date: 18-8-2016 870
Date: 6-9-2016 1131
Date: 25-7-2016 1096

Einstein Coefficients

You have two-state atoms in a thermal radiation field at temperature T. The following three processes take place:

1) Atoms can be promoted from state 1 to state 2 by absorption of a photon according to

(1)

2) Atoms can decay from state 2 to state 1 by spontaneous emission according to

(2)

3) Atoms can decay from state 2 to state 1 by stimulated emission according to

(3)

The populations N1 and N2 are in thermal equilibrium, and the radiation density is

(4)

a) What is the ratio N2/N1?

b) Calculate the ratios of coefficients A21/B21 and B21/B12.

c) From the ratio of stimulated to spontaneous emission, how does the pump power scale with wavelength when you try to make short wavelength lasers?

SOLUTION

a) At equilibrium the rates of excitation out of and back to state 1 should be equal, so

(5)

Substituting (1), (2), and (3) into (5) gives

(6)

We may find the ratio of the populations from (6) to be

(7)

b) At thermal equilibrium the population of the upper state should be smaller than that of the lower state by the Boltzmann factor e-hv/τ, so (7) gives

(8)

Substituting the radiation density ρ(v) into (8) gives

(9)

or

(10)

The ratios of coefficients may be found by considering (10) for extreme values of since it must be true for all values of v. For very large values of v, we have

(11)

Substituting (11) back into (10) yields

(12)

or

(13)

which immediately yields

(14)

and so, from (11),

(15)

c) Inspection of (15) shows that the ratio of the spontaneous emission rate to the stimulated emission rate grows as the cube of the frequency, which makes it more difficult to create the population inversion necessary for laser action. The pump power would therefore scale as (1/λ)3.




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.