Doba života kvantových stavů, přirozená šířka spektrální čáry
Z ωικι.matfyz.cz
Šířka spektrálních čar[editovat | editovat zdroj]
- dle Bohrova modelu - atomové absorpční a emisní čáry by měly být nekonečně úzké, protože jen diskrétní hodnota energie je potřeba k přechodu, ale faktory -> zešíření
- přirozená šířka - dána Heisenbergovým principem neurčitosti a dobou života excitovaných stavů
- většina excitovaných stavů má dobu života cca $ 10^{-8} - 10^{-10} s $ -> neurčitost v energii lehce rozšíří spektrální čáru = přirozená šířka čáry$ \sim 10^{-4} A $
- Heisenebergovy relace neurčitosti: $ \Delta E \Delta t $ ≥ $ \frac{\hbar}{2} $
- další rozšíření:
- teplotně závislá
- Lorentzovo (tlakové) rozšíření - díky kolizím s dalšími atomy - asi 0,05 A
- Dopplerovo rozšíření - náhodný kinetický pohyb k a od detektoru - asi 0,01 - 0,05 A
- Starkovo rozšíření - kde vysoká koncentrace iontů a e- (plazma) - díky silným lokálním el.polím
- Zeemanovo štěpení - v mag.poli - ale spíš ke zpřesnění absorpce pozadí
- teplotně závislá
-> šířka atomových absorpčních čar - asi 0,002 nm
- přirozená šířka hladiny atomu: $ \Gamma - \frac{1}{6} \frac{e^{'2}|x_{12}^2|\omega_{12}^3}{\pi \epsilon_0 c^3}, \omega_{12}=\frac{E_i - E_f}{\hbar} $, typicky pro atom :$ |x_{12}|=a_0, \hbar \omega_{12}=1Ry $
- $ P_{2->2}=e^{\frac{-2\Gamma}{\hbar}t} $
Doba života excitovaných stavů[editovat | editovat zdroj]
= převrácená hodnota pravděpodobnosti
- $ \tau=\frac{\hbar}{2\Gamma}, \Gamma $- přirozená šířka hladiny