Obserw. przejść wymusz. przez pole EM tylko, gdy różnica populacji. Tymczasem w zakresie fal radiowych poziomy są ~ jednakowo obsadzone.

Transkrypt

1 Podsumowani W Obsrw. przjść wymusz. przz pol EM tylko, gdy różnica populacji. Tymczasm w zakrsi fal radiowych poziomy są ~ jdnakowo obsadzon. Nirównowagow rozkłady populacji pompowani optyczn (zasada zachowania krętu w oddz. atom-pol EM) Pompowani optyczn makroskopowa magntyzacja duża czułość dtkcji przjść rz. (podwójny rz.) Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład /6

2 Intrfrncja stanów atomowych. Dudninia kwantow I m (t) J En. m+ m 0 g tim. Skrzyżowani poziomów J g 0 0 B Ī (B) B m 0 B 3. Mtoda Ramsy a S(ω) υ/d D υ/d ħω 0 iω t 0 i t ω ω 0 ω Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład /6

3 Intrfrncja kwantowa stanów atomowych -) pomiar struktur poz. nrgtycznych (dudninia kwantow, spktroskopia przcinania poziomów) -) pomiar czasów życia stanów atomowych (skrzyżowni poziomów w zrowym polu fkt Hanlgo) -) mtoda Ramsya pomiary bz poszrznia przz czas przlotu analogia z dośw. Younga: - dudninia kwant. g g S P dla prążków Ramsy a - analogia z intrfromtrm Macha-Zndra: Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 3/6

4 Spktroskopia lasrowa Lasry 965: Basow, Prochorow, Towns za co kochamy lasry? - monochromatyczność - kolimacja - spójność - intnsywność (spktralna i przstrznna gęstość nrgii) Ch.H. N.G. A.M. Towns, Basow, Prochorow Zastosowania w klasycznj spktroskopii np. absorpcyjnj: T I dt I 0 κ ( λ ) L źródło lampa spktr. próbka spktroskop/ monochromator dtktor -ogranicz. zdolność rozdz. (szr.instr.) -ogranicz. czułość (droga optyczna) I 0 ħω T np. widmo Fraunhoffra ω λ λ Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 4/6 ω

5 Lasry w spktroskopii klasycznj próbka dtktor lampa spktr. spktroskop/ monochromator lasr przstraj. próbka dtktor monochromatyczność zwiększni zdolności rozdzil. ( ω instr ω dopplr ) T T ω ω λ λ kolimacja umożliwia zwiększni czułości (dłuższą drogę opt.) Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 5/6

6 Lasrowa spktroskopia bzdopplrowska 98, N. Blombrgn, A. Schawlow. Spktroskopia nasycniowa. Spktroskopia dwufotonowa Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 6/6

7 Nasycni: słab pol EM (mało fotonów/sk) τ śr. populacj /I siln pol EM (dużo fotonów/sk) /I ubytk fotonów spktro.abs. κ ( λ ) L κ N N rozproszni fot. fluorscncja spktro. misyjna I I 0 oscylacj Rabigo τ śr. populacj κ 0 κ 0 κ ( I) α + I próbka prawi przzroczysta 0 0 I Nasycni absorpcji (przjścia) przz siln pol Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 7/6

8 Slkcja prędkości prawdopodobiństwo absorpcji fotonu f. Dopplra: ω ω k υ P i f ( ω) t ( ω ω) 0 + τ υ ω 0 τ ω Lab ω 0 ω Lab rozszrzni dopplrowski ω ω D Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 8/6 ω 0 ω Lab ω0 8 kbt ω D 7, 6 ω0 c M << τ ω D T M

9 Slkcja prędkości c.d. słab pol N (υ z ) N N E k T B siln pol N (υ z ) 0 kυ z N (υ z ) 0 kυ z υ ku k z ku k B M T 0 kυ z N (υ z ) 0 kυ z υ z ω L ω k 0 nasycni wybranj grupy atomów dla wiązki o częstości ω L w rzonansi są atomy o prędkości (slkcja prędkości) Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 9/6

10 gdy wiązka lasrowa przstrajana wokół ω 0 nasycan różn klasy prędkości zmnijszni kontrastu widma abs. T 0 kυ z i poszrzni linii bo κ N N ω 0 ω gdy wiązki (słaba + silna) lasr przstrajalny Wzmac. fazoczuły w. próbkująca ( k) w. nasycająca (+k) próbka dtktor Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 0/6

11 Slkcja prędkości c.d. słab pol N (υ z ) N N E k T B siln pol N (υ z ) 0 kυ z N (υ z ) 0 kυ z υ ku k z ku k B M T 0 kυ z N (υ z ) 0 kυ z υ z ω L ω k 0 nasycni wybranj grupy atomów dla wiązki o częstości ω L w rzonansi są atomy o prędkości (slkcja prędkości) Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład /6

12 Eliminacja poszrznia dopplrowskigo:. Spktroskopia saturacyjna +k k κ N N ω L υ T ω ω L 0 z k 0 kυ z 0 /τ υ ω ω L 0 z + k kalibracja skali!!! ω D ω 0 ω Lasr Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład /6

13 . Spktroskopia dwufotonowa Rguły wyboru dla jdnofotonowych przjść E (El-dipol.) zmiana parzystości między stanami o tym samym l potrzba n fotonów mał prawdopodobiństwo możliw tylko dla silnych pól EM Parity (+) (+) ħω ħω E E ħ(ω + ω ) Ef. Dopplra + Założni ω ω ω υ ħ(ω k υ) N (ω) ħ(ω + k υ) ω N (ω) ω ħ(ω + k υ k υ) ħ ω ω ω kompnsacja f. D. nizalżni od υ! wszystki atomy dają wkład nadrabian mał prawdopodobiństwo Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 3/6 ω N (ω) ω

14 Wilki ksprymnty, c.d. pomiar przs. Lamba S E C l 4 α( Zα) mc 3 π n w dośw. L.-R. pomiar względny: przsunięci S wzgl. P H β H α Ly α w stani S przsunięci 8x większ! al brak poziomu rfrncyjngo Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 4/6

15 wzór Balmra duż rgularności widm: E n R n autokalibracja widm: ω Ly 4ω H λ(ly α ),5 nm λ(h β ) 486 nm 4 λ(ly α ) λ(h β ) Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 5/6

16 Równoczsny pomiar widma H β i Ly α (przs. L. S) lasr barwnikowy lasr N 486 nm H F-P S.5 P ampl. Dt. Dt. skala częst. 43 x ω 43 nm 43 nm H Dt. Ly α H β S86±9 MHz Wojcich Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowj, 009/0. wykład 6/6