إصدار محثوث: الفرق بين النسختين

[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
JarBot (نقاش | مساهمات)
ط بوت: إصلاح التحويلات
وسم: وصلات صفحات توضيح
سطر 1:
[[ملف:Laser Pointers.jpg|250بك|تصغير|([[ليزر]]) إصدار منبه]]
'''الإصدار المُنبَّه''' أو '''الانبعاث المستحث''' {{إنج|Stimulated emmission}} في علم الضوء والفيزياء الذرية هو عملية تصدر خلالها [[ذرة|الذرة]] [[فوتون]]ا بتأثير فوتون خارجي بالمواصفات المناسبة يحثها على الهبوط إلى حالة كمومية منخفضة.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Einstein|الأول=A|عنوان=Zur Quantentheorie der Strahlung|صحيفة=Physikalische Zeitschrift|سنة=1917|المجلد=18|صفحات=121–128|bibcode = 1917PhyZ...18..121E }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة | الأخير1 = Fain | الأول1 = B. | الأخير2 = Milonni | الأول2 = P. W. |وصلة مؤلف2=Peter W. Milonni| doi = 10.1364/JOSAB.4.000078 | عنوان = Classical stimulated emission | صحيفة = Journal of the Optical Society of America B | المجلد = 4 | صفحات = 78 | سنة = 1987 | pmid = | pmc = |bibcode = 1987JOSAB...4...78F }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|الأخير=Einstein|الأول=A|عنوان=Strahlungs-emission und -absorption nach der Quantentheorie|صحيفة=Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft|سنة=1916|المجلد=18|صفحات=318–323|bibcode = 1916DPhyG..18..318E }}</ref> ويبقى الفوتون المؤثر خلال تلك العملية محتفظا بخصائصه ولا يتغير وفي نفس الوقت يصدر الفوتون الثاني ويكون له نفس خصائص الفوتون المؤثر من وجهة أن يكون له نفس [[تردد|التردد]] ونفس [[طور الموجةموجة|الطور الموجي]] ونفس [[استقطاب (توضيح)|الاستقطاب]] ونفس الاتجاه . فإذا أمكن أن تنعكس الفوتونات الناتجة بحيث أن تتخلل نفس النوع من الذرات أو الوسط المصدر للفوتونات مرات عديدة ينتج عن ذلك شلال من الفوتونات المتماثلة، وهذا هو [[ليزر|الليزر]] .
 
هذه الظاهرة يمكن تفسيرها [[ميكانيكا|بميكانيكا الكم]] كما يمكن تفسيرها [[ميكانيكا كلاسيكية|بالميكانيكا الكلاسيكية]] بتأثير المجال الكهرومغناطيسي . وتعتبر تلك العملية عملية تضخيم ضوئية ينتج عنها أشعة الليزر و[[ميزر|المازر]] .
'''نظرة تاريخية'''
كان أول من أشار لوجود الانبعاث المستحث هو الفيزيائي الألماني الأمريكي [[البرتألبرت اينشتاينأينشتاين|البرت اينشتين]].<ref>ندوة (موجات الجاذبية : الماضي والحاضر والمستقبل) تقديم الدكتور حازم فلاح سكيك.</ref>
 
== تفسير الظاهرة ==
سطر 13:
<!-- Unsourced image removed: [[ملف:Laser4.gif]] -->
 
يبين هذا الشكل من اليسار إلى اليمين مراحل إثارة الذرة بفوتون قادم من الخارج وتوجد الذرة في حالة إثارة، حيث يشغل أحد إلكتروناتها مستوي عاليا من مستويات الطاقة E2 . وطبقا لما وجده العالم بأولى وصاغه في مبدئه المعروف ب [[مبدأ استبعاد باولي|مبدأ باولي للاستبعاد]] أن لإلكترونات في الذرة لا تشعل كلها مدارا أو غلافا واحدا في الذرة وإنما تتوزع في مدارات بعضها فوق البعض . والمدارات الخارجية في الذرة تحمل طاقات أعلى . وعندما يكتسب إلكترونا من إلكترونات الذرة طاقة عن طريق امتصاص [[ضوء]] (فوتون) أو [[حرارة]] ([[فونون]]) فإنه يبتعد عن النواة ويشغل أحد المدارات العليا ذات طاقة محددة أكبر. وهذا يؤدي إلى إصدار فوتون يظهر لنا في [[مطيافية|المطياف]] في هيئة خط من الضوء ذي لون محدد، يعتمد على طاقة الفوتون (تردد الشعاع ).
 
ووجود الإلكترون في تلك الحالة المثارة لاتستمر طويلا، فسرعان ما يقفز إلى مداره الأصلي وفي المتوسط يبقى الإلكترون في الحالة الإثارة لمدة تُعرف [[نصفعمر العمرالنصف|بنصف العمر]] حيث يقفز خلالها نصف عدد الإلكترونات المثارة إلى مداراتهم الأصلية، وهذا يعرف [[تحللاضمحلال نشاط اشعاعيإشعاعي|بالتحلل الإشعاعي]] . وخلال ذلك التحلل ونزول الإلكترون من الحالة المثارة E2 إلى حالته العادية E1 يصدر الإلكترون فرق طاقتي الحالتين في هيئة فوتون أو فونون . فإذا نجحنا في إثارة عدد كبير من الإلكترونات وتركناهم لفترة زمنية، يكون اصدارهم لفوتونات لها نفس التردد أو نفس طول الموجة، ولكنهم لن يكونوا نفس الطور الموجي .
 
وإذا أثرنا على الذرات بفوتونات خارجية (مثل مجال كهرومغناطيسي خارجي) فإن ذلك التأثير يعمل على تحفيز الإلكترونات للقفز إلى المستوي المنخفض للطاقة E1 . وعندما تفعل ذلك في وجود الفوتون الخارجي فهي تصدر الفوتونات بحيث يكون لها نفس الطور الموجي للفوتون المؤثر أو المنبه (يكونان في حالة رنين ). وهذا هو الإصدار المنبه .
سطر 21:
== معدل الإصدار المنبه ==
 
نبدأ صياغة المعادلة التي تصف الإصدار المنبه باعتبار إحدى الذرات التي يمكنها اتخاذ حالتين لطاقة الإلكترونات : أحدهما [[حالة أرضيةقاعية|الحالة الأرضية]] E1 ، والأخرى الحالة المثارة E2 . فإذا وجدت الذرة في حالة الإثارة فقد تتحلل باصدار فوتونا تلقائيا، بحيث يحمل الفوتون فرق طاقتي الحالتين، أي يكون تردد موجته ν وطاقته h.ν حسب العلاقة :
 
:<math>E_2 - E_1 = h \nu</math>
سطر 50:
== انظر أيضا ==
* [[ضوء]]
* [[إشعاعانبعاث تلقائي|اشعاع تلقائي]]
* [[ليزر|الليزر]]
{{ضبط استنادي}}