Podsumowanie W9. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2003/04. wykład 12 1

Podobne dokumenty
Podsumowanie W11. Nierównowagowe rozkłady populacji pompowanie optyczne (zachowanie krętu atom-pole EM)

Podsumowanie ostatniego wykładu

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

Podsumowanie W10. Oparte o: Prof.W. Gawlik Wst p do Fizyki Atomowej, 2004/05 1/21

Podsumowanie W Spektroskopia dwufotonowa. 1. Spektroskopia nasyceniowa. selekcja prędkości. nasycenie. ω 0 ω Laser. ω 21 2ω.

- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie T. 0 k. z L 0 k. L 0 k

- wiązki pompująca & próbkująca oddziaływanie selektywne prędkościowo widma bezdopplerowskie. 0 k. z L 0 k. L 0 k

2/τ. ω fi Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2009/10. wykład 10 1/14 = 1. 2 fi 0.5

Doświadczenie Sterna-Gerlacha

2/τ. ω fi = 1. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 10 1/21. 2 fi 0.5

JZ wg W. Gawlik - PodstawyFizyki Atomowej, wykład 10 1/21. 2 fi 0.5

Metody optyczne w medycynie

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Pomiary widm fotoluminescencji

Streszczenie W8: Widma molekularne: Oddziaływanie atomów z polami EM:

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Podsumowanie W9 - Oddz. atomów z promieniowaniem EM

Metody optyczne w medycynie

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 2, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Spektroskopia modulacyjna

Metody badań spektroskopowych

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 2, Mateusz Winkowski, Jan Szczepanek

Streszczenie W13. chłodzenie i pułapkowanie neutralnych atomów. pułapki jonowe: siły Coulomba

Źródła światła: Lampy (termiczne) na ogół wymagają filtrów. Wojciech Gawlik, Metody Optyczne w Medycynie 2010/11 - wykł. 3 1/18

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

zastosowanie w komputerach kwantowych? przeskoki kwantowe (obserw. na żywo emisji/abs. pojed. fotonów w pojed. atomach)

(obserw. na Ŝywo emisji/abs. pojed. fotonów w pojed. atomach) a) spontaniczne ciśnienie światła (rozpraszają en. chłodzą)

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

WYBRANE TECHNIKI SPEKTROSKOPII LASEROWEJ ROZDZIELCZEJ W CZASIE prof. Halina Abramczyk Laboratory of Laser Molecular Spectroscopy

Optyczna spektroskopia oscylacyjna. w badaniach powierzchni

GŁÓWNE CECHY ŚWIATŁA LASEROWEGO

Trzy rodzaje przejść elektronowych między poziomami energetycznymi

Streszczenie W13. pułapki jonowe: siły Kulomba. łodzenie i pułapkowanie neutralnych atomów. 9 pułapki Penninga, Paula

LASERY NA CIELE STAŁYM BERNARD ZIĘTEK

pułapki jonowe: siły Kulomba łodzenie i pułapkowanie neutralnych atomów pułapki Penninga, Paula pojedyncze jony mogą być pułapkowane i oglądane

Własności światła laserowego

SPEKTROSKOPIA ATOMOWA ATOMOWA SPEKTROMETRIA ABSORPCYJNA ATOMOWA SPEKTROMETRIA EMISYJNA FLUORESCENCJA ATOMOWA ATOMOWA SPEKTROMETRIA MAS

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Repeta z wykładu nr 11. Detekcja światła. Fluorescencja. Eksperyment optyczny. Sebastian Maćkowski

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

Spin jądra atomowego. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys 1

Technika laserowa. dr inż. Sebastian Bielski. Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej PG

Spektroskop, rurki Plückera, cewka Ruhmkorffa, aparat fotogtaficzny, źródło prądu

fotony i splątanie Jacek Matulewski Karolina Słowik Jarosław Zaremba Jacek Jurkowski MECHANIKA KWANTOWA DLA NIEFIZYKÓW

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Badanie dynamiki rekombinacji ekscytonów w zawiesinach półprzewodnikowych kropek kwantowych PbS

Dyspersja światłowodów Kompensacja i pomiary

Wstęp do astrofizyki I

Tomasz Dohnalik Przejścia wzbronione - 66 lat po ich odkryciu przez Henryka Niewodniczańskiego

Diagnostyka plazmy - spektroskopia molekularna. Ewa Pawelec wykład dla pracowni specjalistycznej

Ponadto, jeśli fala charakteryzuje się sferycznym czołem falowym, powyższy wzór można zapisać w następujący sposób:

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Właściwości światła laserowego

VI. Elementy techniki, lasery

Spektroskopia laserowa

Wprowadzenie do optyki nieliniowej

Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym i elektrycznym

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych

Wstęp do optyki i fizyki materii skondensowanej. O: Wojciech Wasilewski FMS: Mateusz Goryca

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

o pomiarze i o dekoherencji

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii

Technika laserowa, otrzymywanie krótkich impulsów Praca impulsowa

SPEKTROSKOPIA LASEROWA

Podstawy informatyki kwantowej

Podstawy Fizyki III Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 11, Mateusz Winkowski, Łukasz Zinkiewicz

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

n n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A / B 2 1 hν exp( ) 1 kt (24)

Promieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne

Mechanika kwantowa. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki?

INSTYTUT FIZYKI WYDZIAŁ INŻYNIERII PROCESOWEJ, MATERIAŁOWEJ I FIZYKI STOSOWANEJ POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA ĆWICZENIE NR MR-6

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)

Niezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita

Falowa natura materii

Rozmycie pasma spektralnego

Wstęp do astrofizyki I

Fizykochemiczne metody w kryminalistyce. Wykład 7

IM-4 BADANIE ABSORPCJI ŚWIATŁA W MATERIAŁACH PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

Spektroskopia. mössbauerowska

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 11, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Podstawy fizyki kwantowej

Podstawy Fizyki III Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 28, Mateusz Winkowski, Łukasz Zinkiewicz

Wykład FIZYKA II. 11. Optyka kwantowa. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Atom wodoru w mechanice kwantowej. Równanie Schrödingera

Metody Optyczne w Technice. Wykład 5 Interferometria laserowa

Optyka. Wykład XII Krzysztof Golec-Biernat. Dyfrakcja. Laser. Uniwersytet Rzeszowski, 17 stycznia 2018

Optyka kwantowa wprowadzenie. Początki modelu fotonowego Detekcja pojedynczych fotonów Podstawowe zagadnienia optyki kwantowej

Informatyka kwantowa i jej fizyczne podstawy Rezonans spinowy, bramki dwu-kubitowe

ZASTOSOWANIE SPEKTROSKOPII NMR W MEDYCYNIE

LASERY SĄ WSZĘDZIE...

Transkrypt:

Podsumowanie W9 Obserwacja przejść rezonansowych wymuszonych przez pole EM jest moŝliwa tylko, gdy istnieje róŝnica populacji. Tymczasem w zakresie fal radiowych poziomy są prawie jednakowo obsadzone. Wygodną metodą wytwarzania nierównowagowych rozkładów populacji jest pompowanie optyczne (zasada zachowania krętu w oddz. atom-pole). Pompowanie optyczne umoŝliwia wytwarzanie makroskopowej magnetyzacji gazów atomowych (cząsteczkowych) oraz czułą detekcję przejść rezonansowych (podwójny rezonans). Interferencja kwantowa stanów w atomowych -) umoŝliwia pomiar struktur poz. energetycznych (dudnienia kwantowe, spektroskopia przecinania poziomów) oraz czasów Ŝycia stanów atomowych (skrzyŝownie poziomów w zerowym polu ef. Hanlego) -) jest podstawą metody Ramseya dla pomiarów spektroskopowych bez poszerzenia przez czas przelotu -) analogia do interferencji w klasycznej optyce falowej (dośw. Younga, interferometr Macha-Zehndera) Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład

Spektroskopia laserowa Lasery 965: Basow, Prochorow, Townes za co kochamy lasery? - monochromatyczność - kolimacja - spójność - intensywność (spektralna i przestrzenna gęstość energii) Ch.H. N.G. A.M. Townes, Basow, Prochorow Zastosowania w klasycznej spektroskopii np. absorpcyjnej: T I 0 I det e κ ( λ ) L źródło lampa spektr. I 0 ħ próbka spektroskop/ monochromator T detektor -ogranicz. zdoln. rozdz. (szer.instr.) -ogr. czułość (droga opt.) np. widmo Fraunhoffera λ λ Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład

Lasery w spektroskopii klasycznej lampa spektr. próbka detektor spektroskop/ monochromator laser przestraj. próbka detektor monochromatyczność zwiększenie zdolności rozdziel. ( instr doppler ) T T λ λ kolimacja zwiększ. czułości (drogi opt.) Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład 3

Laserowa spektroskopia bezdopplerowska 98, N. Bloembergen, A. Schawlow. Spektroskopia nasyceniowa. Spektroskopia dwufotonowa Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład 4

Nasycenie: słabe pole EM (mało fotonów/sek) τ śr. populacje /I silne pole EM (duŝo fotonów/sek) /I ubytek fotonów spektro.abs. κ ( λ ) L κ N N rozproszenie fot. fluorescencja spektro. emisyjna I I 0 e oscylacje Rabiego τ śr. populacje κ 0 κ ( I ) α + I κ 0 próbka prawie przezroczysta 0 0 I Nasycenie absorpcji (przejścia) przez silne pole Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład 5

Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład 6 Selekcja prędkości 0 Lab υ r r k ef. Dopplera: rozszerzenie dopplerowskie D e 0 Lab 0 Lab υ 0 ) ( ) ( + τ t f i t P prawdopodobieństwo absorpcji fotonu

Selekcja prędkości c.d. słabe pole N (υ z ) N N e E k T B silne pole N (υ z ) 0 kυ z N (υ z ) e 0 kυ z υ ku k z ku k B M T 0 kυ z N (υ z ) 0 kυ z υ z L k 0 nasycenie wybranej grupy atomów dla wiązki o częstości L w rezonansie są atomy o prędkości (selekcja prędkości) Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład 7

gdy wiązka laserowa przestrajana wokół 0 nasycane róŝne klasy prędkości zmniejszenie kontrastu widma abs. i poszerzenie linii bo κ N N T 0 kυ z 0 gdy wiązki (słaba + silna) laser przestrajalny Wzmac. fazoczuły w. próbkująca ( k) w. nasycająca (+k) próbka detektor Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład 8

Eliminacja poszerzenia dopplerowskiego:. Spektroskopia saturacyjna +k k κ N N L υ L 0 z k T /τ 0 kυ z 0 υ L 0 z + k kalibracja skali!!! D 0 Laser Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład 9

. Spektroskopia dwufotonowa Reguły wyboru dla jednofotonowych przejść E (El-dipol.) zmiana parzystości między stanami o tym samym l potrzeba n fotonów małe prawdopodobieństwo moŝliwe tylko dla silnych pól EM Parity (+) (+) ħ ħ E E ħ( + ) Ef. Dopplera + ZałoŜenie υ ħ( k υ) ħ( + k υ) ħ( + k υ k υ) ħ N () N () kompensacja ef. D. niezaleŝnie od υ! wszystkie atomy dają wkład nadrabiane małe prawdopodobieństwo N () Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład 0

Wielkie eksperymenty, c.d. pomiar przes. Lamba S E C l 4 α( Zα) mc 3 π n H β H α w dośw. L.-R. pomiar względny: przesunięcie S wzgl. P Ly α w stanie S przesunięcie 8x większe! ale brak poziomu referencyjnego Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład

wzór Balmera duŝe regularności widm: E n R n autokalibracja widm: Ly 4 H λ(ly α ),5 nm λ(h β ) 486 nm 4 λ(ly α ) λ(h β ) Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład

Równoczesny pomiar widma H β i Ly α (przes. L. S) laser barwnikowy laser N 486 nm H 3 45 43 486 S.5 P ampl. 43 skala częst. x 43 nm 43 nm H Ly α H β S86±9 MHz Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 003/04. wykład 3