物理系本科毕业论文-原子发光的量子力学分析

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1、商丘师范学院学士学位毕业论文2008届本科毕业论文原子发光的量子力学分析姓名：张玲系别：物理与信息工程系专业：物理学学号：040311043指导教师：胡昆明2008年5月15日17商丘师范学院学士学位毕业论文目录摘要与关键词……………………………………………………………………………………………II0引言………………………………………………………………………………………………………11原子发光的类型…………………………………………………………………………………………12原子发光的机理…………………………………………………………………………………………12.1与时间有关的微扰理

2、论……………………………………………………………………………12.2光的发射和吸收……………………………………………………………………………………62.3用微扰理论来计算发射和吸收系数………………………………………………………………82.4选择定则…………………………………………………………………………………………122.5量子力学分析原子发光的实例…………………………………………………………………143结语……………………………………………………………………………………………………16参考文献………………………………………………………………………………………………16致谢

3、……………………………………………………………………………………………………1717商丘师范学院学士学位毕业论文原子发光的量子力学分析摘要通过对原子发光的类型与机理，有关量子力学分析原子发光的方法与原理，即与时间有关的微扰理论的介绍，分析了在微扰项作用下原子发光的问题。讨论了用微扰理论来处理光的发射和吸收的情形，最终给出了原子发光所应遵循的选择定则。关键词原子发光；自发辐射；受激辐射；选择定则TheanalysisofatomicradiationfromquantumAbstractInthispaper,thetypeofatomsandluminescencemech

4、anismaregiven.Focusingonthequantummechanicsofatomsluminescencemethodsandprinciples,thetime-relatedperturbationtheoryisintroducedinaveryimportantespect.Bascdontheconcreteanalysisoftheroleoftheperturbationoftheatomicluminousproblemsandthediscussionoftheopticalemissionandabsorptionofthesituat

5、ionbyinfinitesimaldisturbancetheory,ultimatelytheselectionrulesofatomicluminousaredrived.KeywordsAtomicillumination;spontaneousemission;stimulatedemission;selectionrules17商丘师范学院学士学位毕业论文0引言原子发光即原子内部能级发生跃迁的情形。原子处于高能态，即不稳定的状态下就会自发的向低能级跃迁，或原子在一定的外场作用下也会发生特定的跃迁。近年来激光技术的飞速发展使激光的研究成为了一个极端前沿的课题。进而

6、使得原子发光的研究也显的极为重要，各种激光器的问世也预示原子发光的理论要进入一个更新的阶段。本论文主要从量子力学的角度来分析原子发光的问题，讨论了原子发光类型、机理，以及用微扰理论来解释在外场作用下原子发光的情形。研究了光的吸收与发射，最终给出了原子发光所遵循的选择定则。并进一步通过一个具体实例的分析来得以深化。1原子发光的类型关于原子发光的类型，爱因斯坦在1917年建立的以旧量子论为基础的光的发射和吸收理论中已经说明：设某原子体系具有能谱1，2…，…，…，这些能级按由小到大的次序排列。原子由较高能级向较低能级的跃迁可以分为两种：一种是在不受外界影响的情况下体系由能级态跃迁

7、到态，这种跃迁称为自发跃迁；另一种是体系在外界（例如辐射场）作用下由态跃迁到态，这种跃迁称受激跃迁。所以原子发光有两种类型，即自发辐射和受激辐射[1]。2原子发光的机理2.1与时间有关的微扰理论要研究原子发光的机理，先讨论与时间有关的微扰理论，这个理论使我们可以计算无微扰体系在微扰作用下由一个量子态跃迁到另一个量子态的跃迁几率[2]。这为下面的关于原子发光的讨论奠定了基础。与时间有关的微扰体系中，体系的哈密顿算符由和这两部分组成(1)体系波函数所满足的薛定谔方程为(2)设的本征函数为已知=(3)将按的定态波函数展开