Einstein katsayıları, bir atom veya molekül tarafından ışığın absorpsiyon veya emisyon olasılığının bir ölçüsü olan matematiksel niceliklerdir. Einstein A katsayıları ışığın kendiliğinden (spontaneous) emisyon hızıyla, Einstein B katsayılarıyla ise ışığın absorpsiyonu ve uyarılmış (stimulated) emisyonuyla ilgilidir.
1916'da Albert Einstein, bir atomik spektral hattın
oluşumunda meydana gelen üç süreç (proses) olduğunu öne sürdü; bunlar,
kendiliğinden emisyon, uyarılmış emisyon ve absorpsiyon olarak adlandırılır.
Her biri, belirli bir sürecin meydana gelme olasılığının bir ölçüsü olan bir
Einstein katsayısı ile ilişkilendirilir. Einstein, izotropik radyasyon üzerinde
çalıştı (frekansı n ve spektral enerji
yoğunluğunu ρ(n) olarak tanımladı)
Kendiliğinden Emisyon
Kendiliğinden emisyon, bir elektronun ‘kendiliğinden’ (yani
herhangi bir dış etki olmadan) daha yüksek bir enerji seviyesinden daha düşük
bir seviyeye bozunduğu süreçtir. İşlem, Einstein katsayısı A21 (s−1)
ile tanımlanır; bu, birim zaman başına, E2 enerjisine sahip bir
elektronun, E2 − E1 = hn
enerjisine sahip bir foton yayan E1 enerjisine sahip durum 1'e
kendiliğinden bozunması olasılığını verir.
Enerji-zaman belirsizliği ilkesi nedeniyle, geçiş aslında
spektral hat genişliği adı verilen dar bir frekans aralığında fotonlar üretir. Eğer
ni, i durumundaki atomların sayı yoğunluğu ise, kendiliğinden
emisyon nedeniyle birim zaman başına 2 durumundaki atomların sayı
yoğunluğundaki değişiklik şöyle olacaktır:
(dn2 / dt)kend.
= -A21n2
Uyarılmış Emisyon
Uyarılmış emisyon (indüklenmiş emisyon olarak da bilinir),
bir elektronun geçiş frekansında (veya yakınında) elektromagnetik radyasyonun
varlığı ile daha yüksek bir enerji seviyesinden daha düşük bir seviyeye atlamak
için indüklendiği süreçtir.
Termodinamik açıdan bakıldığında, bu işlem negatif
absorpsiyon olarak kabul edilmelidir. İşlem, Einstein katsayısı B21
(m3 J−1 s−2) ile tanımlanır; bu, radyasyon
alanının birim spektral radyasyonu başına birim zaman başına, E2
enerjisine sahip bir elektronun, E1 enerjisine sahip bir foton
yayan, E2 − E1 = hn
enerjisine sahip bir durum 1'e bozunması olasılığını verir. Uyarılmış emisyon
nedeniyle birim zaman başına durum 1'deki atomların sayı yoğunluğundaki
değişiklik,
(dn1 / dt)neg.abs.
= B21 n2 r(n)
r(n): geçiş frekansında izotropik radyasyon
alanının 1 Hz bant genişliğindeki ışımadır.
Foton Absorpsiyonu
Absorpsiyon, bir fotonun atom tarafından absorplanması ve
bir elektronun daha düşük bir enerji seviyesinden daha yüksek bir seviyeye
atlamasına neden olan süreçtir. Süreç Einstein katsayısı B12 (m3
J−1 s−2) ile tanımlanır. Absorpsiyon nedeniyle birim
zamanda durum 1'deki atomların sayı yoğunluğundaki değişiklik,
(dn1 / dt)olas.abs.
= – B12 n1 r(n)
https://en.wikipedia.org/wiki/Einstein_coefficients
19 Temmuz 2021
GERİ (albert einstein)
