អនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់លក្ខណៈនៃដំណើរការ quantum នៃការបំភាយ និងការស្រូបយក photons ដោយអាតូម។ Photons ត្រូវបានបញ្ចេញដោយអាតូមរំភើបតែប៉ុណ្ណោះ។ តាមរយៈការបញ្ចេញហ្វូតុន អាតូមបាត់បង់ថាមពល ហើយទំហំនៃការបាត់បង់នេះគឺទាក់ទងទៅនឹងប្រេកង់នៃ photon ដោយទំនាក់ទំនង (3.12.7) ។ ប្រសិនបើអាតូមមួយ សម្រាប់ហេតុផលមួយចំនួន (ឧទាហរណ៍ ដោយសារតែការប៉ះទង្គិចជាមួយអាតូមមួយទៀត) ចូលទៅក្នុងស្ថានភាពរំភើប ស្ថានភាពនេះមិនស្ថិតស្ថេរ។ ដូច្នេះ អាតូម​ត្រឡប់​ទៅ​ស្ថានភាព​នៃ​ថាមពល​ទាប​វិញ​ដោយ​បញ្ចេញ​ហ្វូតុន។ វិទ្យុសកម្មបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ដោយឯកឯងឬ ដោយឯកឯង។ដូច្នេះការបំភាយដោយឯកឯងកើតឡើងដោយគ្មានសកម្មភាពខាងក្រៅហើយគ្រាន់តែដោយសារតែអស្ថិរភាពនៃរដ្ឋរំភើប។ អាតូមផ្សេងៗគ្នាបញ្ចេញដោយឯកឯងដោយឯកឯងពីគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយបង្កើតហ្វូតុនដែលបន្តសាយភាយតាមទិសដៅផ្សេងៗគ្នា។ លើសពីនេះ អាតូមមួយអាចរំជើបរំជួលទៅក្នុងរដ្ឋផ្សេងៗគ្នា ដូច្នេះវាបញ្ចេញ photons នៃប្រេកង់ផ្សេងៗគ្នា។ ដូច្នេះ ហ្វូតុនទាំងនេះមិនស៊ីសង្វាក់គ្នាទេ។

ប្រសិនបើអាតូមស្ថិតនៅក្នុងវាលពន្លឺ នោះកត្តាក្រោយអាចបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរទាំងពីកម្រិតទាបទៅកម្រិតខ្ពស់ អមដោយការស្រូបនៃ photon និងច្រាសមកវិញជាមួយនឹងការបំភាយនៃ photon មួយ។ វិទ្យុសកម្មដែលបណ្តាលមកពីផលប៉ះពាល់លើអាតូមនៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកខាងក្រៅដែលមានប្រេកង់ resonant ដែលសមភាព (3.12.7) ត្រូវបានពេញចិត្តត្រូវបានគេហៅថា ជម្រុញឬ បង្ខំ។ផ្ទុយទៅនឹងការបំភាយដោយឯកឯង ហ្វូតុនពីរចូលរួមក្នុងសកម្មភាពនីមួយៗនៃការបញ្ចេញសារធាតុជំរុញ។ មួយក្នុងចំណោមពួកវាបន្តពូជពីប្រភពភាគីទីបី ហើយធ្វើសកម្មភាពលើអាតូម ហើយមួយទៀតត្រូវបានបញ្ចេញដោយអាតូមជាលទ្ធផលនៃឥទ្ធិពលនេះ។ លក្ខណៈពិសេសលក្ខណៈនៃការបំភាយដោយភ្ញោចគឺជាការចៃដន្យពិតប្រាកដនៃស្ថានភាពនៃ photon បញ្ចេញជាមួយនឹងស្ថានភាពខាងក្រៅ។ ហ្វូតុងទាំងពីរមានវ៉ិចទ័ររលកដូចគ្នា និងប៉ូល័ររីសៀស ហ្វូតុងទាំងពីរក៏មានប្រេកង់ និងដំណាក់កាលដូចគ្នាដែរ។ នេះមានន័យថា ហ្វូតុននៃការបំភាយដែលត្រូវបានជំរុញគឺតែងតែមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាជាមួយនឹងហ្វូតុងដែលបណ្តាលឱ្យមានការបំភាយនេះ។ អាតូមនៅក្នុងវាលពន្លឺក៏អាចស្រូប photons ផងដែរ ដែលជាលទ្ធផលដែលអាតូមរំភើប។ ការ​ស្រូប​យក​ពន្លឺ​នៃ​ហ្វូតុន​ដោយ​អាតូម​គឺ​តែងតែ​ជា​ដំណើរការ​ដែល​បណ្ដាល​ឱ្យ​កើត​មាន​តែ​ក្នុង​វិស័យ​វិទ្យុសកម្ម​ខាងក្រៅ​ប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងសកម្មភាពនៃការស្រូបចូលនីមួយៗ ហ្វូតុនមួយនឹងរលាយបាត់ ហើយអាតូមបានចូលទៅក្នុងស្ថានភាពដែលមានថាមពលខ្ពស់ជាង។

តើដំណើរការអ្វីខ្លះដែលនឹងមាននៅក្នុងអន្តរកម្មនៃអាតូមជាមួយនឹងវិទ្យុសកម្ម ការបំភាយ ឬការស្រូបយកហ្វូតូន អាស្រ័យលើចំនួនអាតូមដែលមានថាមពលធំជាង ឬតិចជាង។

អែងស្តែងបានអនុវត្តវិធីសាស្ត្រប្រូបាប៊ីលីក ដើម្បីពិពណ៌នាអំពីដំណើរការនៃការបញ្ចេញដោយឯកឯង និងជំរុញ។ ដោយផ្អែកលើការពិចារណាអំពីទែរម៉ូឌីណាមិក គាត់បានបង្ហាញថាប្រូបាប៊ីលីតេនៃការផ្លាស់ប្តូរជំរុញដែលអមដោយវិទ្យុសកម្មត្រូវតែស្មើនឹងប្រូបាប៊ីលីតេនៃការផ្លាស់ប្តូរជំរុញដែលអមដោយការស្រូបពន្លឺ។ ដូច្នេះ ការផ្លាស់ប្តូរដោយបង្ខំអាចកើតឡើងដោយមានប្រូបាប៊ីលីតេស្មើគ្នាទាំងក្នុងទិសដៅមួយ និងក្នុងទិសដៅផ្សេងទៀត។

ឥឡូវនេះ ចូរយើងពិចារណាអាតូមដូចគ្នាជាច្រើននៅក្នុងវាលពន្លឺ ដែលយើងនឹងសន្មត់ថាជាអ៊ីសូត្រូពិច និងមិនមានប៉ូឡា។ (បន្ទាប់មកសំណួរនៃការពឹងផ្អែកនៃមេគុណដែលបានណែនាំខាងក្រោមនៅលើបន្ទាត់រាងប៉ូលនិងទិសដៅនៃវិទ្យុសកម្មបាត់។) អនុញ្ញាតឱ្យនិងជាចំនួននៃអាតូមនៅក្នុងរដ្ឋដែលមានថាមពលនិង, ហើយរដ្ឋទាំងនេះអាចត្រូវបានយកដោយចំនួននៃរដ្ឋដែលអាចទទួលយកបាន, ប៉ុន្តែ ហើយត្រូវបានគេហៅថា ចំនួនប្រជាជននៃកម្រិតថាមពល។ចំនួននៃការផ្លាស់ប្តូរអាតូមពីរដ្ឋមួយទៅរដ្ឋក្នុងមួយឯកតាអំឡុងពេលបញ្ចេញដោយឯកឯងនឹងសមាមាត្រទៅនឹងចំនួនអាតូមនៅក្នុងរដ្ឋ៖

ចំនួននៃការផ្លាស់ប្តូរនៃអាតូមរវាងរដ្ឋដូចគ្នាក្នុងអំឡុងពេលបញ្ចេញសារធាតុជំរុញនឹងសមាមាត្រទៅនឹងចំនួនប្រជាជនផងដែរ។ ទំ -កម្រិតទី ប៉ុន្តែក៏មានដង់ស៊ីតេថាមពលវិសាលគមនៃវិទ្យុសកម្មក្នុងវិស័យដែលអាតូមគឺ៖

ចំនួននៃការផ្លាស់ប្តូរពី T -អីយ៉ា ទំ -កម្រិតទី ដោយសារអន្តរកម្មជាមួយវិទ្យុសកម្ម

បរិមាណត្រូវបានគេហៅថា មេគុណ Einstein ។

លំនឹង​រវាង​រូបធាតុ និង​វិទ្យុសកម្ម​នឹង​ត្រូវ​សម្រេច​បាន​ដោយ​ផ្តល់​ថា​ចំនួន​អាតូម​ដែល​ធ្វើ​ឱ្យ​មាន​ការ​ផ្លាស់​ប្តូរ​ពី​រដ្ឋ​ក្នុង​មួយ​ឯកតា​ពេល ទំចូលទៅក្នុងរដ្ឋមួយ។ ធនឹងស្មើនឹងចំនួនអាតូមដែលធ្វើការផ្លាស់ប្តូរក្នុងទិសដៅផ្ទុយ៖

ដូចដែលបានបញ្ជាក់រួចមកហើយប្រូបាប៊ីលីតេនៃការផ្លាស់ប្តូរដោយបង្ខំក្នុងទិសដៅមួយនិងមួយទៀតគឺដូចគ្នា។ នោះ​ហើយ​ជា​មូល​ហេតុ​ដែល ។

បន្ទាប់មកពី (3.16.4) មនុស្សម្នាក់អាចរកឃើញដង់ស៊ីតេថាមពលវិទ្យុសកម្ម

ការចែកចាយលំនឹងនៃអាតូមលើរដ្ឋដែលមានថាមពលខុសៗគ្នាត្រូវបានកំណត់ដោយច្បាប់ Boltzmann

បន្ទាប់មកពី (3.16.5) យើងទទួលបាន

ដែលស្ថិតក្នុងការព្រមព្រៀងដ៏ល្អជាមួយរូបមន្តរបស់ Planck (3.10.23)។ កិច្ចព្រមព្រៀងនេះនាំទៅដល់ការសន្និដ្ឋានអំពីអត្ថិភាពនៃការបំភាយដែលត្រូវបានជំរុញ។

ឡាស៊ែរ។

នៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 50 នៃសតវត្សទី 20 ឧបករណ៍ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលដែលឆ្លងកាត់រលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកត្រូវបានពង្រីកដោយសារតែវិទ្យុសកម្មជំរុញ។ ដំបូងម៉ាស៊ីនភ្លើងត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលដំណើរការក្នុងជួររលកសង់ទីម៉ែត្រ ហើយបន្តិចក្រោយមកឧបករណ៍ស្រដៀងគ្នានេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលដំណើរការក្នុងជួរអុបទិក។ វាត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះតាមអក្សរដំបូងនៃឈ្មោះភាសាអង់គ្លេស Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (ការពង្រីកពន្លឺដោយការបំភាយដោយរំញោច) - ឡាស៊ែរ។ឡាស៊ែរត្រូវបានគេហៅថាផងដែរ។ ម៉ាស៊ីនភ្លើង quantum អុបទិក។

ដើម្បីឱ្យអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មកើនឡើងកំឡុងពេលឆ្លងកាត់រូបធាតុ វាចាំបាច់ដែលសម្រាប់គូនៃរដ្ឋអាតូមិកនីមួយៗ ការផ្លាស់ប្តូររវាងដែលកើតឡើងជាមួយនឹងការបំភាយ និងការស្រូបចូលនៃហ្វូតុង។ ចំនួនប្រជាជននៃរដ្ឋថាមពលខ្ពស់គឺធំជាងចំនួនប្រជាជននៃរដ្ឋថាមពលទាប។នេះមានន័យថាលំនឹងកម្ដៅត្រូវតែរំខាន។ វាត្រូវបានគេនិយាយថាសារធាតុដែលរដ្ឋថាមពលខ្ពស់នៃអាតូមមានប្រជាជនច្រើនជាងរដ្ឋថាមពលទាបមាន ការបញ្ច្រាសចំនួនប្រជាជន។

ឆ្លងកាត់បញ្ហាជាមួយនឹងការបញ្ច្រាសចំនួនប្រជាជននៃរដ្ឋអាតូមិកពីរ វិទ្យុសកម្មត្រូវបានសំបូរទៅដោយសារធាតុ photons ដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូររវាងរដ្ឋអាតូមិកទាំងនេះ។ ជាលទ្ធផល មានការពង្រីកវិទ្យុសកម្មដែលមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៅប្រេកង់ជាក់លាក់មួយ នៅពេលដែលការបំភាយនៃហ្វូតុងដែលបណ្ដាលមកពីការស្រូបចូលរបស់ពួកគេក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្លាស់ប្តូរអាតូមរវាងរដ្ឋដែលមានចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាស។ សារធាតុដែលមានចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាសត្រូវបានគេហៅថាឧបករណ៍ផ្ទុកសកម្ម។

ដើម្បីបង្កើតរដ្ឋមួយដែលមានចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាស វាចាំបាច់ក្នុងការចំណាយថាមពលដោយចំណាយវាលើការយកឈ្នះលើដំណើរការដែលស្ដារការចែកចាយលំនឹង។ ឥទ្ធិពលនេះទៅលើសារធាតុមួយត្រូវបានគេហៅថា បូម។ថាមពលបូមតែងតែមកពីប្រភពខាងក្រៅទៅកាន់ឧបករណ៍ផ្ទុកសកម្ម។

មានវិធីសាស្រ្តបូមផ្សេងៗ។ ដើម្បីបង្កើតការបញ្ច្រាសចំនួនប្រជាជននៅក្នុងឡាស៊ែរ វិធីសាស្ត្របីកម្រិតត្រូវបានគេប្រើញឹកញាប់បំផុត។ ចូរយើងពិចារណាខ្លឹមសារនៃវិធីសាស្រ្តនេះដោយប្រើឡាស៊ែរ Ruby ជាឧទាហរណ៍។

Ruby គឺជាអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូមដែលអាតូមអាលុយមីញ៉ូមមួយចំនួនត្រូវបានជំនួសដោយអាតូមក្រូមីញ៉ូម។ វិសាលគមថាមពលនៃអាតូម (អ៊ីយ៉ុង) នៃក្រូមីញ៉ូមមានបីកម្រិត (រូបភាព 3.16.1) ជាមួយនឹងថាមពល និង . កម្រិតខាងលើគឺពិតជាក្រុមតន្រ្តីធំទូលាយដែលបង្កើតឡើងដោយសំណុំនៃកម្រិតដែលមានគម្លាតយ៉ាងជិតស្និទ្ធ។

រ

លក្ខណៈសំខាន់នៃប្រព័ន្ធបីកម្រិតគឺថាកម្រិត 2 ខាងក្រោមកម្រិត 3 ត្រូវតែជា កម្រិតដែលអាចរំលាយបាន។នេះមានន័យថាការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងប្រព័ន្ធបែបនេះត្រូវបានហាមឃាត់ដោយច្បាប់នៃមេកានិចកង់ទិច។ ការហាមឃាត់នេះត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការរំលោភលើច្បាប់សម្រាប់ការជ្រើសរើសលេខ quantum សម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះ។ ច្បាប់ជ្រើសរើសមិនមែនជាច្បាប់មិនលោតដាច់ខាត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការបំពានរបស់ពួកគេសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរ quantum មួយចំនួនកាត់បន្ថយប្រូបាប៊ីលីតេរបស់វា។ នៅពេលដែលនៅក្នុងស្ថានភាពដែលអាចបំផ្លិចបំផ្លាញបាន អាតូមនៅជាប់នឹងវា។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ អាយុកាលរបស់អាតូមនៅក្នុងស្ថានភាពដែលអាចបំប្លែងបាន () គឺធំជាងអាយុជីវិតរបស់អាតូមក្នុងស្ថានភាពរំភើបធម្មតា () រាប់រយពាន់ដង។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចប្រមូលផ្តុំអាតូមដែលរំភើបជាមួយនឹងថាមពល។ ដូច្នេះ ចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាសនៃកម្រិត 1 និង 2 ត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ដូច្នេះដំណើរការដំណើរការដូចខាងក្រោម។ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃពន្លឺពណ៌បៃតងពីអំពូល flash អ៊ីយ៉ុងក្រូមីញ៉ូមឆ្លងកាត់ពីស្ថានភាពដីទៅស្ថានភាពរំភើប។ ការផ្លាស់ប្តូរបញ្ច្រាសកើតឡើងជាពីរដំណាក់កាល។ នៅដំណាក់កាលដំបូង អ៊ីយ៉ុងរំភើបបានលះបង់ផ្នែកមួយនៃថាមពលរបស់ពួកគេទៅកាន់បន្ទះគ្រីស្តាល់ ហើយឆ្លងចូលទៅក្នុងស្ថានភាពដែលអាចរំលាយបាន។ ចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាសនៃរដ្ឋនេះត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ប្រសិនបើឥឡូវនេះ ហ្វូតុនដែលមានរលកប្រវែង 694.3 nm លេចឡើងនៅក្នុងត្បូងទទឹមដែលត្រូវបាននាំចូលទៅក្នុងស្ថានភាពបែបនេះ (ឧទាហរណ៍ ជាលទ្ធផលនៃការផ្លាស់ប្តូរដោយឯកឯងពីកម្រិតទៅ ) នោះការបំភាយដែលបង្កឡើងនឹងនាំទៅដល់ការគុណ។ នៃ photons, ចម្លង​ដើម​ពិត​ប្រាកដ (ស៊ីសង្វាក់គ្នា). ដំណើរការនេះមានតួអក្សរស្រដៀងនឹងការធ្លាក់ព្រិល ហើយនាំទៅដល់ការលេចចេញនូវចំនួនដ៏ច្រើននៃតែហ្វូតុងទាំងនោះដែលសាយភាយនៅមុំតូចៗទៅកាន់អ័ក្សឡាស៊ែរ។ ហ្វូតុនបែបនេះ ដែលត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងម្តងហើយម្តងទៀតពីកញ្ចក់នៃអុបទិក resonator នៃឡាស៊ែរ ធ្វើដំណើរផ្លូវដ៏វែងមួយនៅក្នុងវា ហើយជាលទ្ធផល ជួបប្រទះនឹងអ៊ីយ៉ុងក្រូមីញ៉ូមរំភើបជាច្រើនដង ដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរដែលបង្កឡើង។ បន្ទាប់​មក​លំហូរ​នៃ​ហ្វូតុន​រីក​សាយ​ភាយ ធ្នឹមតូចចង្អៀត,

ឡាស៊ែរ Ruby ដំណើរការក្នុងរបៀបជីពចរ។ នៅឆ្នាំ 1961 ឡាស៊ែរឧស្ម័នដំបូងដែលមានមូលដ្ឋានលើល្បាយនៃអេលីយ៉ូមនិងអ៊ីយូតាត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលដំណើរការក្នុងរបៀបបន្ត។ បន្ទាប់មកឡាស៊ែរ semiconductor ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ បច្ចុប្បន្ននេះបញ្ជីនៃសម្ភារៈឡាស៊ែររួមមានសារធាតុរឹង និងឧស្ម័នជាច្រើនប្រភេទ។

លក្ខណៈសម្បត្តិនៃវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរ។

វិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរមានលក្ខណៈសម្បត្តិដែលវិទ្យុសកម្មពីប្រភពធម្មតា (មិនមែនឡាស៊ែរ) មិនមាន។

1. កាំរស្មីឡាស៊ែរមានកម្រិតខ្ពស់នៃ monochromaticity ។ ចន្លោះពេលរលកនៃវិទ្យុសកម្មបែបនេះគឺ ~ 0.01 nm ។

2. កាំរស្មីឡាស៊ែរត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាខាងសាច់ឈាម និងលំហ។ ពេលវេលានៃការចុះសម្រុងគ្នានៃវិទ្យុសកម្មបែបនេះឈានដល់វិនាទី (ប្រវែងនៃការភ្ជាប់គ្នាគឺនៅលើលំដាប់នៃ m) ដែលប្រហែលដងយូរជាងពេលវេលានៃការភ្ជាប់គ្នានៃប្រភពធម្មតា។ ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៅព្រីឡាស៊ែត្រូវបានរក្សានៅលើផ្នែកឆ្លងកាត់ធ្នឹមទាំងមូល។ ដោយមានជំនួយពីឡាស៊ែរ វាអាចទៅរួចដើម្បីទទួលបានពន្លឺដែលបរិមាណនៃការភ្ជាប់គ្នាគឺច្រើនដងច្រើនជាងបរិមាណនៃរលកពន្លឺដែលមានអាំងតង់ស៊ីតេដូចគ្នាដែលទទួលបានពីប្រភពដែលមិនប្រើឡាស៊ែរច្រើនបំផុត។ ដូច្នេះកាំរស្មីឡាស៊ែរត្រូវបានប្រើនៅក្នុង holography ដែលវិទ្យុសកម្មដែលមានកម្រិតខ្ពស់នៃភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាគឺចាំបាច់។

ដំណើរការនៃការបង្កើត និងការបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកគឺមិនអាចបំបែកចេញពីគ្នាទៅវិញទៅមកបាន ទោះបីជាវាផ្ទុយគ្នានៅក្នុងខ្លឹមសារក៏ដោយ។ ថាមពលកំឡុងពេលផ្សំឡើងវិញអាចត្រូវបានបញ្ចេញទាំងក្នុងទម្រង់ជាហ្វូតុន (ការផ្សំឡើងវិញដោយវិទ្យុសកម្ម),ឬនៅក្នុងទម្រង់នៃ phonon មួយ។ (ការផ្សំឡើងវិញមិនមែនវិទ្យុសកម្ម) ។

ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ឧបករណ៍ជាច្រើនប្រភេទត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលបំលែងសញ្ញាអគ្គិសនីទៅជាពន្លឺ។ គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការរបស់ពួកគេគឺផ្អែកលើអ្វីដែលគេហៅថា recombination radiation - វិទ្យុសកម្មនៃពន្លឺ quanta ក្នុងអំឡុងពេល recombination ដោយផ្ទាល់នៃ electron-hole pairs ។

សម្រាប់ការផ្សំឡើងវិញយ៉ាងខ្លាំងក្លា ចាំបាច់ត្រូវមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់នៃអេឡិចត្រុងក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅក្នុងក្រុម conduction និងដង់ស៊ីតេខ្ពស់នៃកម្រិតទំនេរ (រន្ធ) នៅក្នុងក្រុម valence ។

លក្ខខណ្ឌបែបនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងកម្រិតខ្ពស់នៃការចាក់អេឡិចត្រុងចូលទៅក្នុងរន្ធ semiconductor ដែលមានកំហាប់ខ្ពស់នៃអ្នកទទួល។

វាច្បាស់ណាស់។ ដើម្បីឱ្យការផ្សំឡើងវិញនៃវិទ្យុសកម្មដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរដោយផ្ទាល់ដែលកើតឡើងនោះ ចាំបាច់ដែល semiconductor មានរចនាសម្ព័ន្ធក្រុមតន្រ្តីសមស្រប៖ extrema នៃ valence band និង conduction band ត្រូវតែឆ្លើយតបទៅនឹងតម្លៃដូចគ្នានៃ wave vector .

នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ សមាសធាតុ semiconductor មួយចំនួននៃប្រភេទ A III B V, A II B VI ក៏ដូចជាប្រព័ន្ធគោលពីរ (SiC) និងប្រព័ន្ធ ternary (ដូចជា GaAsP, InAsP, PbSnSe, PbSnTe ជាដើម) ត្រូវបានសិក្សា ដែលក្នុងនោះ p-n- ប្រសព្វដែលបញ្ចេញរំញ័រពន្លឺនៅពេលបើកក្នុងទិសដៅទៅមុខ។ ប្រភពពន្លឺ semiconductor បែបនេះអាចមានប្រយោជន៍ខ្លាំងណាស់សម្រាប់កម្មវិធីផ្សេងៗ ដូចជាការបង្ហាញឧបករណ៍ជាដើម។

ដោយការបំប្លែងសារធាតុ semiconductor ជាមួយនឹងភាពមិនបរិសុទ្ធជាក់លាក់ វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីផ្លាស់ប្តូរថាមពលនៃការផ្សំឡើងវិញ ហើយជាលទ្ធផល រលកនៃពន្លឺដែលបញ្ចេញដោយសារតែក្រុមមិនបរិសុទ្ធ។ ដូច្នេះចំនុចប្រសព្វ p-n នៅលើ GaP ផ្តល់នូវការបំភាយអតិបរមាចំនួនពីរ៖ 5650 និង 7000 Å។ ប្រសព្វ P-n នៅលើ GaAsP ផ្តល់នូវពន្លឺនៅក្នុងជួរពី 6000 ទៅ 7000 Å។ ពន្លឺនៅក្នុងជួររលកនៃ 5600-6300 Åអាចទទួលបានជាមួយនឹងប្រសព្វស៊ីលីកុន carbide ។ ប្រតិបត្ដិការនៅក្នុងរបៀប recombination វិទ្យុសកម្មកើតឡើងនៅដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នខ្ពស់ (ជាច្រើនរយអំពែរក្នុងមួយសង់ទីម៉ែត្រការ៉េ) ជាមួយនឹងទិន្នផលបរិមាណប្រហែល 0.5-1.5% ។

នៅដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នខ្ពស់ជាង 500 a / សង់ទីម៉ែត្រ 2និងឈានដល់រាប់ពាន់នាក់។ a / សង់ទីម៉ែត្រ 2,បាតុភូតថ្មីប្រកបដោយគុណភាពលេចឡើង -

ជាមួយនឹងវ៉ុលខាងក្រៅនៅចំណុចប្រសព្វខិតជិតភាពខុសគ្នាសក្តានុពលទំនាក់ទំនង (ដែលត្រូវនឹងដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នខ្ពស់ខ្លាំង) ដូចខាងក្រោមកើតឡើង: ហៅ ការបញ្ច្រាសចំនួនប្រជាជន . ដង់ស៊ីតេនៃកម្រិតដែលកាន់កាប់ដោយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងក្រុម conduction ក្លាយជាខ្ពស់ជាងដង់ស៊ីតេនៃកម្រិតដែលកាន់កាប់ដោយអេឡិចត្រុងនៅជិតកំពូលនៃ valence band ។

តម្លៃនៃដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នដែលការបញ្ច្រាសចំនួនប្រជាជនកើតឡើងត្រូវបានគេហៅថា កម្រិតបច្ចុប្បន្ន.

នៅចរន្តក្រោមកម្រិត សកម្មភាពចៃដន្យនៃការរួមបញ្ចូលគ្នាកើតឡើង។ ដែលគេហៅថា ការបំភាយដោយឯកឯង។

នៅចរន្តលើសពីកម្រិតពន្លឺ បរិមាណពន្លឺដែលឆ្លងកាត់ semiconductor បណ្តាលឱ្យ ការបំភាយជំរុញ -ការបញ្ចូលគ្នាក្នុងពេលដំណាលគ្នានៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុកមួយចំនួន។ ក្នុងករណីនេះការពង្រីកឬការបង្កើតកើតឡើង ជាប់គ្នា។រំញ័រពន្លឺ ពោលគឺ រំញ័រមានដំណាក់កាលដូចគ្នា។

ដូច្នេះនៅដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នលើសពីតម្លៃកម្រិតចាប់ផ្ដើម ប្រភេទមួយចំនួននៃ semiconductor p-n junctions អាចជាប្រភព ឡាស៊ែរវិទ្យុសកម្ម។ អត្ថប្រយោជន៍នៃឡាស៊ែរ semiconductor គឺថាពួកគេមិនតម្រូវឱ្យមានការបូមអុបទិក។ នៅទីនេះតួនាទីនៃការបូមអុបទិកត្រូវបានអនុវត្តដោយចរន្តចាក់ដែលបង្កើតចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាស។ ឡាស៊ែរ Semiconductor អាចមានប្រសិទ្ធភាពលើសពី 50% និងមានអត្ថប្រយោជន៍ជាពិសេសជាងប្រភេទផ្សេងទៀតនៃឡាស៊ែរនៅពេលប្រើក្នុងប្រតិបត្តិការជាបន្តបន្ទាប់។

សម្ភារៈទូទៅបំផុតសម្រាប់ការប្រសព្វឡាស៊ែរ pn គឺ gallium arsenide ។ ដោយប្រើ p-n-junctions នៅលើ gallium arsenide ក្នុងរបៀបបន្តមួយ វាអាចទៅរួចដើម្បីទទួលបានឯកតានៃវ៉ាត់នៃវិទ្យុសកម្ម monochromatic ស្ទើរតែជាមួយនឹងរលកនៃ 8400 Å នៅសីតុណ្ហភាពអាសូតរាវ។ នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ប្រវែងរលកកើនឡើងដល់ 9000 Å។

ចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាសនៅក្នុង semiconductors អាចត្រូវបានបង្កើតមិនត្រឹមតែដោយការចាក់ប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងដោយវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតផងដែរឧទាហរណ៍ដោយការរំភើបនៃអេឡិចត្រុងដោយប្រើធ្នឹមអេឡិចត្រុង។

§ 6 ការស្រូបយក។

ការបំភាយដោយឯកឯងនិងជំរុញ

នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា (អវត្ដមាននៃឥទ្ធិពលខាងក្រៅ) ភាគច្រើននៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមគឺនៅកម្រិតទាបបំផុតដែលមិនគួរឱ្យរំភើប អ៊ី 1, i.e. អាតូមមួយមានការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលខាងក្នុងអប្បបរមា ដែលជាកម្រិតដែលនៅសល់ អ៊ី 2 , អ៊ី 3 ....អ៊ី ន ដែលត្រូវគ្នានឹងរដ្ឋរំភើប មានប្រជាជនអេឡិចត្រុងអប្បបរមា ឬឥតគិតថ្លៃទាំងអស់។ ប្រសិនបើអាតូមស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពដី អ៊ី 1, បន្ទាប់មកនៅក្រោមសកម្មភាពនៃវិទ្យុសកម្មខាងក្រៅ, ការផ្លាស់ប្តូរដោយបង្ខំទៅជារដ្ឋរំភើបជាមួយ អ៊ី២. ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះគឺសមាមាត្រទៅនឹងដង់ស៊ីតេនៃវិទ្យុសកម្មដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះ។

អាតូមដែលស្ថិតក្នុងស្ថានភាពរំភើប 2 អាចបន្ទាប់ពីពេលខ្លះដោយឯកឯង (ដោយគ្មានឥទ្ធិពលខាងក្រៅ) ចូលទៅក្នុងរដ្ឋមួយដែលមានថាមពលទាបដោយផ្តល់ថាមពលលើសនៅក្នុងទម្រង់នៃវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចពោលគឺឧ។ បញ្ចេញ​ហ្វូតុន។

ដំណើរការនៃការបញ្ចេញសារធាតុ photon ដោយអាតូមរំភើប ដោយគ្មានឥទ្ធិពលខាងក្រៅ ត្រូវបានគេហៅថា ការបំភាយដោយឯកឯង (ដោយឯកឯង) ។ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការផ្លាស់ប្តូរដោយឯកឯងកាន់តែច្រើន អាយុកាលជាមធ្យមនៃអាតូមក្នុងស្ថានភាពរំភើបកាន់តែខ្លី។ ដោយសារតែ ការផ្លាស់ប្តូរដោយឯកឯងគឺមិនទាក់ទងទៅវិញទៅមក ការបំភាយដោយឯកឯងគឺមិនស៊ីសង្វាក់គ្នាទេ។.

ប្រសិនបើអាតូមនៅក្នុងស្ថានភាពរំភើប 2 ត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងវិទ្យុសកម្មខាងក្រៅជាមួយនឹងប្រេកង់ដែលពេញចិត្តhន = អ៊ី 2 - អ៊ី 1 បន្ទាប់មកមានការផ្លាស់ប្តូរដោយបង្ខំ (បំផុសគំនិត) ទៅរដ្ឋដី 1 ជាមួយនឹងការបំភាយនៃ photon ដែលមានថាមពលដូចគ្នាhន = អ៊ី 2 - អ៊ី១. នៅក្នុងការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះ វិទ្យុសកម្មដោយអាតូមកើតឡើង លើសពីនេះទៀតទៅកាន់ photon ដែលការផ្លាស់ប្តូរបានកើតឡើង។ វិទ្យុសកម្មដែលបណ្តាលមកពីការប៉ះពាល់ខាងក្រៅត្រូវបានគេហៅថា បង្ខំ. ដូច្នេះនៅក្នុង ដំណើរការ ការបំភាយដែលបានជំរុញហ្វូតុនពីរគឺជាប់ពាក់ព័ន្ធ៖ ហ្វូតុនចម្បងដែលបណ្តាលឱ្យបញ្ចេញវិទ្យុសកម្មដោយអាតូមរំភើប និង ហ្វូតុងបន្ទាប់បន្សំដែលបញ្ចេញដោយអាតូម។ ហ្វូតុនបន្ទាប់បន្សំ មិនអាចបែងចែកបាន។ពីបឋមសិក្សា។

Einstein និង Dirac បានបង្ហាញថាការបំភាយដែលត្រូវបានជំរុញគឺដូចគ្នាបេះបិទទៅនឹងការបញ្ចេញសារធាតុរំញោច៖ ពួកគេមានដំណាក់កាលដូចគ្នា ប្រេកង់ បន្ទាត់រាងប៉ូល និងទិសដៅនៃការបន្តពូជ។Þ ការបំភាយដែលបានជំរុញ ស៊ីសង្វាក់គ្នាយ៉ាងតឹងរ៉ឹងជាមួយនឹងការបំភាយដោយបង្ខំ។

ហ្វូតុងដែលបានបញ្ចេញ ផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅមួយ និងជួបជាមួយអាតូមដ៏រំភើបផ្សេងទៀត ជំរុញការផ្លាស់ប្តូរដែលជំរុញបន្ថែមទៀត ហើយចំនួននៃហ្វូតុនកើនឡើងដូចជាការធ្លាក់ព្រិល។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រួមជាមួយនឹងការបញ្ចេញសារធាតុជំរុញ ការស្រូបចូលនឹងកើតឡើង។ ដូច្នេះ ដើម្បីពង្រីកវិទ្យុសកម្មនៃឧប្បត្តិហេតុ វាចាំបាច់ដែលចំនួនហ្វូតូនក្នុងការបំភាយបំភាយដែលបានជំរុញ (ដែលសមាមាត្រទៅនឹងចំនួនប្រជាជននៃរដ្ឋរំភើប) លើសពីចំនួនហ្វូតុងដែលស្រូបចូល។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធ អាតូមស្ថិតនៅក្នុងលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិក ការស្រូបនឹងឈ្នះលើការបំភាយដែលត្រូវបានជំរុញ ពោលគឺឧ។ វិទ្យុសកម្មនៃឧប្បត្តិហេតុនឹងត្រូវបានកាត់បន្ថយនៅពេលដែលវាឆ្លងកាត់រូបធាតុ។

ដើម្បីឱ្យឧបករណ៍ផ្ទុកពង្រីកឧប្បត្តិហេតុវិទ្យុសកម្មនៅលើវាវាចាំបាច់ក្នុងការបង្កើត ស្ថានភាពមិនស្មើគ្នានៃប្រព័ន្ធដែលចំនួនអាតូមនៅក្នុងស្ថានភាពរំភើបគឺធំជាងនៅក្នុងស្ថានភាពដី។ រដ្ឋបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា រដ្ឋជាមួយ ការបញ្ច្រាសចំនួនប្រជាជន. ដំណើរការនៃការបង្កើតស្ថានភាពមិនស្មើគ្នានៃរូបធាតុត្រូវបានគេហៅថា បូម. ការបូមអាចត្រូវបានធ្វើដោយអុបទិកអគ្គិសនីនិងវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀត។

នៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយដែលមានចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាស ការបំភាយដែលត្រូវបានជំរុញអាចលើសពីការស្រូបយក ពោលគឺឧ។ វិទ្យុសកម្មនៃឧប្បត្តិហេតុនឹងត្រូវបានពង្រីកនៅពេលឆ្លងកាត់ឧបករណ៍ផ្ទុក (ប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថាសកម្ម) ។ សម្រាប់ប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយទាំងនេះនៅក្នុងច្បាប់របស់ BouguerI = I 0e- កx , មេគុណស្រូបយក a - អវិជ្ជមាន។

§ 7. ឡាស៊ែរ - ម៉ាស៊ីនភ្លើង quantum អុបទិក

នៅដើមទសវត្សរ៍ទី 60 ម៉ាស៊ីនភ្លើង quantum នៃជួរអុបទិកត្រូវបានបង្កើតឡើង - ឡាស៊ែរ "ការពង្រីកពន្លឺដោយការជំរុញការបញ្ចេញវិទ្យុសកម្ម " - ការពង្រីកពន្លឺដោយការបំភាយវិទ្យុសកម្ម។ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរ៖ ភាពឯកោខ្ពស់ (ប្រេកង់ពន្លឺខ្ពស់ខ្លាំង) ការតំរង់ទិសស្រួចស្រាវ ពន្លឺវិសាលគមដ៏ធំ។

យោងទៅតាមច្បាប់នៃមេកានិចកង់ទិច ថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមួយគឺមិនបំពានទេ៖ វាអាចមានត្រឹមតែតម្លៃជាក់លាក់មួយ (ដាច់ដោយឡែក) នៃ E 1, E 2, E 3 ... Eន ហៅ កម្រិតថាមពល។តម្លៃទាំងនេះគឺខុសគ្នាសម្រាប់អាតូមផ្សេងៗគ្នា។ សំណុំនៃតម្លៃថាមពលដែលបានអនុញ្ញាតត្រូវបានគេហៅថា វិសាលគមថាមពលអាតូម។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា (អវត្ដមាននៃឥទ្ធិពលខាងក្រៅ) ភាគច្រើននៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមគឺនៅកម្រិតរំភើបទាបបំផុត E 1, i.e. អាតូមមានការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលខាងក្នុងអប្បបរមា។ កម្រិតផ្សេងទៀត E 2 , E 3 ..... អ៊ីន ត្រូវគ្នាទៅនឹងថាមពលខ្ពស់នៃអាតូម ហើយត្រូវបានគេហៅថា រំភើប។

ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រុងពីកម្រិតថាមពលមួយទៅកម្រិតមួយទៀត អាតូមអាចបញ្ចេញ ឬស្រូបរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ដែលជាប្រេកង់ n m n \u003d (E m - E n) h,

កន្លែងណា h - ថេររបស់ Planck ( h = 6.62 10 -34 J s);

E n - ចុងក្រោយ E m - កម្រិតដំបូង។

អាតូមរំភើបអាចលះបង់ថាមពលលើសរបស់វា ខ្លះទទួលបានពីប្រភពខាងក្រៅ ឬទទួលបានដោយវា ជាលទ្ធផលនៃចលនាកម្ដៅនៃអេឡិចត្រុង តាមវិធីពីរផ្សេងគ្នា។

ស្ថានភាពរំភើបណាមួយនៃអាតូមគឺមិនស្ថិតស្ថេរ ហើយតែងតែមានលទ្ធភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរដោយឯកឯងរបស់វាទៅជារដ្ឋថាមពលទាបជាមួយនឹងការបំភាយនៃវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ ការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ដោយឯកឯង(ដោយឯកឯង) ។ វាមិនទៀងទាត់ និងច្របូកច្របល់។ ប្រភពធម្មតាទាំងអស់បង្កើតពន្លឺដោយការបំភាយដោយឯកឯង។

នេះគឺជាយន្តការដំបូងនៃការបំភាយ (វិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច) ។ នៅក្នុងការពិនិត្យឡើងវិញ គ្រោងការណ៍ពីរកម្រិតការបំភាយពន្លឺ គ្មានការពង្រីកវិទ្យុសកម្មអាចសម្រេចបានឡើយ។ ថាមពលស្រូបយក h n បញ្ចេញជា quantum ដែលមានថាមពលដូចគ្នា។ h n ហើយអ្នកអាចនិយាយអំពី លំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិក៖ ដំណើរការនៃការរំភើបនៃអាតូមនៅក្នុងឧស្ម័នតែងតែមានតុល្យភាពដោយដំណើរការបញ្ច្រាសនៃការបំភាយឧស្ម័ន។

§2 គ្រោងការណ៍បីកម្រិត

នៅក្នុងអាតូមនៃសារធាតុនៅលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិក កម្រិតរំភើបជាបន្តបន្ទាប់នីមួយៗមានអេឡិចត្រុងតិចជាងមុន ប្រសិនបើយើងធ្វើសកម្មភាពលើប្រព័ន្ធជាមួយនឹងវិទ្យុសកម្មដ៏គួរឱ្យរំភើបជាមួយនឹងប្រេកង់ដែលធ្លាក់ចូលទៅក្នុង resonance ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូររវាងកម្រិត 1 និង 3 (តាមគ្រោងការណ៍ 1→ 3) បន្ទាប់មកអាតូមនឹងស្រូបយកវិទ្យុសកម្មនេះ ហើយឆ្លងកាត់ពីកម្រិត 1 ដល់កម្រិត 3 ។ ប្រសិនបើអាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្មខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ នោះចំនួនអាតូមដែលបានឆ្លងដល់កម្រិត 3 អាចមានសារៈសំខាន់ណាស់ ហើយយើងបានរំលោភលើលំនឹង។ ការចែកចាយចំនួនប្រជាជនកម្រិតនឹងបង្កើនចំនួនប្រជាជននៃកម្រិត 3 ដូច្នេះហើយកាត់បន្ថយចំនួនប្រជាជនកម្រិត 1 ។

ចាប់ពីកម្រិតទីបីខាងលើ ការផ្លាស់ប្តូរអាចធ្វើទៅបាន 3→ 1 និង 3 → 2. វាបានប្រែក្លាយថាការផ្លាស់ប្តូរ 3→ 1 នាំឱ្យមានការបញ្ចេញថាមពល E 3 -E 1 = h n 3-1 , និង transition 3 → 2 មិនមែនជាវិទ្យុសកម្មទេ៖ វានាំទៅដល់ប្រជាជន "ពីខាងលើ" នៃកម្រិតមធ្យម 2 (ផ្នែកនៃថាមពលអេឡិចត្រុងត្រូវបានផ្តល់ទៅឱ្យសារធាតុក្នុងអំឡុងពេលការផ្លាស់ប្តូរនេះ ដោយកំដៅវា)។ កម្រិតទីពីរនេះត្រូវបានគេហៅថា អាចរំលាយបាន។ហើយជាលទ្ធផល នឹងមានអាតូមច្រើននៅលើវា ជាងអាតូមទីមួយ។ ចាប់តាំងពីអាតូមមកដល់កម្រិត 2 ពីកម្រិតដី 1 ដល់កម្រិតខាងលើ 3 ហើយត្រលប់ទៅកម្រិតដីវិញជាមួយនឹង "ការពន្យាពេលដ៏ធំ" បន្ទាប់មកកម្រិត 1 គឺ "អស់" ។

ជាលទ្ធផលមាន បញ្ច្រាស,ទាំងនោះ។ ការចែកចាយបញ្ច្រាសនៃចំនួនប្រជាជនកម្រិត។ ការបញ្ច្រាសចំនួនប្រជាជននៃកម្រិតថាមពលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយវិទ្យុសកម្មជំនួយខ្លាំងដែលហៅថា បូមវិទ្យុសកម្មហើយទីបំផុតនាំទៅដល់ ជម្រុញ(បង្ខំ) គុណនៃ photons ក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកបញ្ច្រាសមួយ។

ដូចនៅក្នុងម៉ាស៊ីនភ្លើងណាមួយ ក្នុងឡាស៊ែរ ដើម្បីទទួលបានរបៀបបង្កើតវាចាំបាច់ មតិកែលម្អ. នៅក្នុងឡាស៊ែរ មតិប្រតិកម្មត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើកញ្ចក់។ ឧបករណ៍ផ្ទុកពង្រីក (សកម្ម) ត្រូវបានដាក់នៅចន្លោះកញ្ចក់ពីរ - រាងសំប៉ែត ឬច្រើនតែប៉ោង។ កញ្ចក់មួយត្រូវបានផលិតឡើងរឹង មួយទៀតមានតម្លាភាពដោយផ្នែក។

"គ្រាប់ពូជ" សម្រាប់ដំណើរការបង្កើតគឺជាការបំភាយដោយឯកឯងនៃ photon ។ ជាលទ្ធផលនៃចលនារបស់ photon នេះនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុក វាបង្កើតការដួលរលំនៃ photon ដែលហោះហើរក្នុងទិសដៅដូចគ្នា។ ដោយបានទៅដល់កញ្ចក់ថ្លា ផ្ទាំងទឹកកកនឹងត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងមួយផ្នែក ហើយផ្នែកខ្លះនឹងឆ្លងកាត់កញ្ចក់ទៅខាងក្រៅ។ បន្ទាប់​ពី​ឆ្លុះ​កញ្ចក់​ខាង​ស្ដាំ រលក​ក៏​វិល​ត្រឡប់​មក​វិញ ដោយ​បន្ត​កាន់​តែ​ខ្លាំង​ឡើង។ ដើរចម្ងាយលីត្រវាទៅដល់កញ្ចក់ខាងឆ្វេង ឆ្លុះ ហើយប្រញាប់ទៅកញ្ចក់ខាងស្តាំម្តងទៀត។

លក្ខខណ្ឌបែបនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់តែរលកអ័ក្សប៉ុណ្ណោះ។ Quanta នៃទិសដៅផ្សេងទៀតមិនអាចយកផ្នែកគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃថាមពលដែលរក្សាទុកនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសកម្មនោះទេ។

រលកដែលផុសចេញពីឡាស៊ែរមានផ្នែកខាងមុខស្ទើរតែរាបស្មើ និងមានកម្រិតខ្ពស់នៃភាពស៊ីសង្វាក់គ្នារវាងលំហ និងខាងសាច់ឈាមលើផ្នែកឆ្លងកាត់ធ្នឹមទាំងមូល។

នៅក្នុងឡាស៊ែរ ឧស្ម័ន និងល្បាយឧស្ម័នផ្សេងៗត្រូវបានប្រើជាឧបករណ៍ផ្ទុកសកម្ម ( ឡាស៊ែរឧស្ម័ន) គ្រីស្តាល់ និងកែវដែលមានភាពមិនបរិសុទ្ធនៃអ៊ីយ៉ុងជាក់លាក់ ( ឡាស៊ែររដ្ឋរឹង), សារធាតុ semiconductors ( ឡាស៊ែរ semiconductor).

វិធីសាស្រ្តនៃការរំភើប (នៅក្នុងប្រព័ន្ធបូម) អាស្រ័យលើប្រភេទនៃឧបករណ៍ផ្ទុកសកម្ម។ នេះគឺជាវិធីសាស្រ្តនៃការផ្ទេរថាមពលរំភើបដែលជាលទ្ធផលនៃការប៉ះទង្គិចនៃភាគល្អិតនៅក្នុងប្លាស្មាបញ្ចេញឧស្ម័ន (ឡាស៊ែរឧស្ម័ន) ឬការផ្ទេរថាមពលដោយការ irradiating មជ្ឈមណ្ឌលសកម្មជាមួយនឹងពន្លឺ incoherent ពីប្រភពពិសេស (ការបូមអុបទិកនៅក្នុងឡាស៊ែររដ្ឋរឹង) ឬការចាក់ថ្នាំគ្មានលំនឹងតាមរយៈ p-ន - ការផ្លាស់ប្តូរ ទាំងការរំជើបរំជួលដោយធ្នឹមអេឡិចត្រុង ឬការបូមអុបទិក (ឡាស៊ែរ semiconductor)។

នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ មួយចំនួនធំនៃឡាស៊ែរផ្សេងគ្នាត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលផលិតវិទ្យុសកម្មនៅក្នុងជួរដ៏ធំទូលាយនៃរលកចម្ងាយ (200¸ 2 10 4 nm) ។ ឡាស៊ែរដំណើរការជាមួយជីពចរពន្លឺខ្លីណាស់។ t » 1·10 -12 s ក៏អាចផ្តល់វិទ្យុសកម្មបន្តផងដែរ។ ដង់ស៊ីតេថាមពលនៃវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរគឺប្រហែល 10 10 W/cm 2 (អាំងតង់ស៊ីតេនៃព្រះអាទិត្យគឺត្រឹមតែ 7·10 3 W/cm 2)។

ឡាស៊ែរគឺជាឧបករណ៍ដែលបង្កើតរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកដែលជាប់គ្នាដោយសារតែការបំភាយបំភាយមីក្រូភាគល្អិតរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុក ដែលក្នុងនោះកម្រិតខ្ពស់នៃភាពរំភើបនៃកម្រិតថាមពលមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ឡាស៊ែរ។ - ពីភាសាអង់គ្លេស។ ការពង្រីកពន្លឺដោយការបំភាយជំរុញ។

ម៉ាស៊ីនភ្លើង quantum អុបទិកបំប្លែងថាមពលបូមទៅជាថាមពលនៃទិសដៅតូចចង្អៀត monochromatic polarized coherent ។ អែងស្តែងបានណែនាំពីគំនិតនៃការបំភាយដោយជំរុញ។ នៅឆ្នាំ 1939 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្ររុស្ស៊ី Fabrikant បានសន្និដ្ឋានអំពីលទ្ធភាពនៃការពង្រីកពន្លឺនៅពេលឆ្លងកាត់រូបធាតុ។

លក្ខខណ្ឌការងារ។ គោលការណ៍។

• - រំញោចការបញ្ចេញ។ នៅពេលដែល photon ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយម៉ូលេគុលរំភើប ពន្លឺត្រូវបានពង្រីក។ ចំនួននៃការផ្លាស់ប្តូរដោយបង្ខំគឺអាស្រ័យលើចំនួននៃឧប្បត្តិហេតុ photons ក្នុងមួយវិនាទី និងចំនួនអេឡិចត្រុងរំភើប។
• - ចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាសនៃកម្រិតថាមពល - រដ្ឋមួយនៅពេលដែលមានភាគល្អិតច្រើននៅកម្រិតថាមពលខ្ពស់ជាងនៅទាបជាងមួយ។ ឧបករណ៍ផ្ទុកសកម្មគឺជាឧបករណ៍ផ្ទុកដែលនាំចូលទៅក្នុងស្ថានភាពនៃចំនួនប្រជាជនបញ្ច្រាស។ វាអាចបង្កើត IN បានតែដោយការដក TD ចេញពីស្ថានភាពលំនឹង (វិធីសាស្ត្របូម)
• 1) ការបូមអុបទិកនៃប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយសកម្មដែលមានតម្លាភាពប្រើប្រាស់ជីពចរពន្លឺពីប្រភពខាងក្រៅ។
• 2) ការ​បូម​ទឹក​អគ្គិសនី​នៃ​ប្រព័ន្ធ​ផ្សព្វផ្សាយ​សកម្ម​ឧស្ម័ន​ប្រើ​បន្ទុក​អគ្គិសនី។
• 3) ការចាក់បញ្ចូលប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយសកម្ម semiconductor ប្រើ el ។ នា​ពេល​បច្ចុប្បន្ន។
• 4) ការបូមគីមីនៃឧបករណ៍ផ្ទុកសកម្មពីល្បាយឧស្ម័នប្រើថាមពលគីមី។ ប្រតិកម្មរវាងសមាសធាតុនៃល្បាយ។

ឧបករណ៍ឡាស៊ែរ៖

• 1) សារធាតុរាវធ្វើការ - បរិយាកាសដែលត្រូវបាននាំចូលទៅក្នុងស្ថានភាពសកម្មដោយឥទ្ធិពលខាងក្រៅ
• 2) ប្រព័ន្ធបូម - ឧបករណ៍សម្រាប់នាំសារធាតុរាវការងារចូលទៅក្នុងស្ថានភាពសកម្ម
• 3) ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុបទិក - កញ្ចក់រាបស្មើពីរដែលប្រឈមមុខគ្នាទៅវិញទៅមក។ ដោយសារតែការឆ្លុះកញ្ចក់ជាច្រើន ការបំភាយដូចព្រិលនៃហ្វូតុងកើតឡើង។ នៅពេលដែលអាំងតង់ស៊ីតេឈានដល់តម្លៃជាក់លាក់មួយ ការបង្កើតវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរចាប់ផ្តើម។

លក្ខណៈពិសេសនៃកាំរស្មីឡាស៊ែរ៖

• 1) monochromaticity ខ្ពស់។
• 2) ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា - ភាពជាប់លាប់នៃភាពខុសគ្នាដំណាក់កាលនៃហ្វូតុង
• 3) អាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់រហូតដល់ 1014-1016 W/kV.cm ។
• 4) ការរួបរួម
• 5) polarization - LI តែក្នុងយន្តហោះតែមួយប៉ុណ្ណោះ។
• 6) ថាមពលខ្ពស់រហូតដល់ 10 (នៅ 5 st) វ៉ាត់។

ឡាស៊ែរ Ruby ។

សារធាតុរាវធ្វើការគឺអាល់អុកស៊ីដ + 0.05% ក្រូមីញ៉ូមអុកស៊ីត ប្រព័ន្ធបូមគឺអុបទិក រលកពន្លឺ = 694.3 nm ។ អាល់មានកម្រិតថាមពល 2 (ដី និងរំភើប)។ T \u003d 10 (ក្នុង -8 st) s ។ Chromium មានកម្រិតថាមពល 3 (មូលដ្ឋាន រំភើប កម្រិតមធ្យម) T = 10 (នៅ -3st) s ។ Al ផ្ទេរថាមពលរបស់វាទៅអាតូមក្រូមីញ៉ូម ជួយឱ្យមានការរំភើប។ Chromium គឺជាឧបករណ៍ផ្ទុកសកម្ម។

ឡាស៊ែរអេលីយ៉ូម - អ៊ីយូតា។

សារធាតុរាវដែលកំពុងដំណើរការគឺជាល្បាយនៃឧស្ម័នអេលីយ៉ូមនិងអ៊ីយូតាក្នុងសមាមាត្រ 10: 1. សម្ពាធ 150 ប៉ា។ អាតូមនៃអ៊ីយូតា - បញ្ចេញអេលីយ៉ូម - ជំនួយ។ ប្រព័ន្ធបូម - អេល។ ការហូរចេញ។ ប្រវែងរលក = 632.8 nm ។

តាមរយៈការស្រូប photon អាតូមមួយផ្លាស់ទីពីកម្រិតថាមពលទាបទៅកម្រិតខ្ពស់មួយ។ កំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរដោយឯកឯងទៅកម្រិតទាប អាតូមមួយបញ្ចេញហ្វូតុង។ សម្រាប់អាតូមនៃធាតុគីមីជាក់លាក់ មានតែការផ្លាស់ប្តូរជាក់លាក់រវាងកម្រិតថាមពលប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានអនុញ្ញាត។ ជាលទ្ធផល អាតូមស្រូបយកតែហ្វូតុងទាំងនោះ ដែលថាមពលរបស់វាត្រូវគ្នានឹងថាមពលនៃការផ្លាស់ប្តូរអាតូមពីកម្រិតថាមពលមួយទៅកម្រិតមួយទៀត។ ដោយមើលឃើញ នេះបង្ហាញឱ្យឃើញដោយខ្លួនវាផ្ទាល់នៅក្នុងអត្ថិភាពនៃវិសាលគមស្រូបទាញបុគ្គលសម្រាប់ធាតុគីមីនីមួយៗ ដែលមានសំណុំពណ៌ជាក់លាក់មួយ។

ហ្វូតុនដែលបញ្ចេញដោយអាតូមកំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរទៅកម្រិតថាមពលទាប ក៏មានថាមពលជាក់លាក់មួយដែរ ដែលត្រូវនឹងភាពខុសគ្នានៃថាមពលរវាងកម្រិតថាមពល។ សម្រាប់ហេតុផលនេះ អាតូមអាចបញ្ចេញរលកពន្លឺនៃប្រេកង់ជាក់លាក់ប៉ុណ្ណោះ។ ប្រសិទ្ធភាពនេះត្រូវបានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់នៅក្នុងប្រតិបត្តិការនៃចង្កៀង fluorescent ដែលជារឿយៗត្រូវបានប្រើក្នុងការផ្សាយពាណិជ្ជកម្មតាមដងផ្លូវ។ បែហោងធ្មែញនៃចង្កៀងបែបនេះត្រូវបានបំពេញដោយប្រភេទនៃឧស្ម័នអសកម្មមួយចំនួនដែលជាអាតូមដែលត្រូវបានរំភើបដោយវិទ្យុសកម្មអ៊ុលត្រាវីយូឡេដែលកើតឡើងនៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីត្រូវបានឆ្លងកាត់ស្រទាប់ពិសេសដែលគ្របដណ្តប់ផ្ទៃខាងក្នុងនៃសែលចង្កៀង។ ត្រឡប់ទៅស្ថានភាពដីវិញ អាតូមឧស្ម័នផ្តល់ពន្លឺនៃពណ៌ជាក់លាក់មួយ។ ដូច្នេះឧទាហរណ៍ អ៊ីយូតាផ្តល់ពន្លឺពណ៌ក្រហម ហើយ argon ផ្តល់ពន្លឺពណ៌បៃតង។

ការផ្លាស់ប្តូរដោយឯកឯង (ដោយឯកឯង) នៃអាតូមពីកម្រិតថាមពលខ្ពស់ទៅទាបគឺចៃដន្យ។ វិទ្យុសកម្មដែលបានបង្កើតក្នុងករណីនេះមិនមានលក្ខណៈសម្បត្តិនៃវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរទេ: ភាពស្របគ្នានៃធ្នឹមពន្លឺ, ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា (ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃទំហំនិងដំណាក់កាលនៃលំយោលតាមពេលវេលានិងលំហ) ឯកតា (ភាពឯកោដ៏តឹងរឹង) ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ត្រលប់ទៅឆ្នាំ 1917 លោក Albert Einstein បានទស្សន៍ទាយពីអត្ថិភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរដែលជំរុញ រួមជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរដោយឯកឯងទៅកម្រិតថាមពលទាប។ ក្រោយមកលទ្ធភាពនេះត្រូវបានគេដឹងនៅក្នុងការរចនានៃឡាស៊ែរ។ ខ្លឹមសារនៃបាតុភូតនេះគឺថា ហ្វូតុននៃលំហូរពន្លឺមួយ ជួបជាមួយអាតូមដ៏រំភើបមួយនៅលើផ្លូវរបស់វា បក់ចេញហ្វូតុនពីវាជាមួយនឹងលក្ខណៈដូចគ្នាយ៉ាងពិតប្រាកដ។

ជាលទ្ធផល ចំនួននៃ photons ដូចគ្នាបេះបិទទ្វេដង។ ម្យ៉ាងវិញទៀត photon ដែលទើបបង្កើតថ្មី អាចបង្កើត photon មួយទៀត ដោយគោះវាចេញពីអាតូមដ៏រំភើបមួយទៀត។ ដូច្នេះ ចំនួន​ហ្វូតូន​ដូចគ្នា​នឹង​កើន​ឡើង​ដូច​ជា​ការ​ធ្លាក់​ព្រិល។ វិទ្យុសកម្មដែលបង្កើតក្នុងករណីនេះត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយកម្រិតខ្ពស់នៃភាពស្របគ្នានៃធ្នឹមនៃលំហូរពន្លឺ ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា និង monochrome ព្រោះវាផ្ទុកតែរូបធាតុទាំងនោះដែលមានថាមពលដូចគ្នា និងទិសដៅនៃចលនា។