Состояние электрона в многоэлектронном атоме. Периодическая система элементов Менделеева. Спонтанное и вынужденное излучение. Ла

E
Lz
S
n
l
ml
ms
главное
квантовое
число
орбитальное
квантовое
число
орбитальное
магнитное
квантовое
число
спиновое
квантовое
число
1)
2)
Принцип Паули: в атоме может существовать только один электрон в состоянии, характеризуемом данными значениями четырех квантовых чисел.
Состояние электрона в многоэлектронном атоме. Периодическая система элементов Менделеева.

Число состояний с одинаковой энергией называется
кратностью вырождения.

Совокупность электронов атома с заданным значением главного квантового числа n образует электронный слой или просто слой.
Совокупность электронов с заданными значениями n и l образует оболочку.

Энергетическая последовательность орбиталей в изолированных атомах
Правило Клечковского: орбитальная энергия последовательно повышается по мере увеличения суммы (n+l), при одном и том же значении этой суммы относительно меньшей энергией обладает атомная орбиталь с меньшим значением главного квантового числа n.

Спонтанное и вынужденное излучение.
Принцип детального равновесия: в условиях теплового равновесия для каждого перехода энергия, поглощаемая системой, должна быть равна энергии, испускаемой системой за то же время.
1917 г. А. Эйнштейн:
Механизмы испускания света веществом
Спонтанное (некогерентное)
Вынужденное (когерентное)

Лазеры
А.М. Прохоров
Н.Г. Басов
Ч. Таунс
В 1954 г. Впервые создали генераторы электромагнитного излучения, использующие механизм вынужденного перехода.
Т. Мейман
В 1960 г. создал лазер в оптическом диапазоне работающий на рубине.

Виды лазеров
Газовые
гелий-неоновый
аргоновый
криптоновый
ксеноновый
азотный
втористо-водородный
кислородно-йодный
углекислотный (CO2)
на монооксиде углерода (CO)
эксимерный
На парах металлов
-гелий-кадмиевый
-гелий-ртутный
-гелий-селеновый
-на парах меди
-на парах золота
Твердотельные
-рубиновый
-алюмо-иттриевые
-на фториде иттрия-лития
-на ванадате иттрия
-на неодимовом стекле
-титан-сапфировые
-александритовый
-оптоволоконный
-на фториде кальция
Другие типы
-полупроводниковый
лазерный диод
-на красителях
-на свободных электронах
-псевдо-никелево-самариевый

Трехуровневая схема оптической накачки.

Гелий-неоновый лазер
Осенью 1960 г. Джават Беннет и Эрриот продемонстрировали работу газового лазера, в котором инверсная населенность создавалась в смеси двух газов – гелия и неона.
Схема гелий-неонового лазера: 1 – стеклянная трубка со смесью гелия и неона, в которой создается высоковольтный разряд; 2 – катод; 3 – анод; 4 – глухое сферическое зеркало с пропусканием менее 0,1 %; 5 – сферическое зеркало с пропусканием 1–2 %

Механизм накачки He–Ne лазера. Прямыми стрелками изображены спонтанные переходы в атомах неона

Развитие лавинообразного процесса генерации в лазере.