СПОНТАННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, СПОНТАННОЕ ИСПУСКАНИЕ

процесс самопроизвольного испускания электромагнитного излучения атомами и другими квантовыми системами, находящимися на возбужденных уровнях энергии (см. Квантовый переход). В отличие от вынужденного излучения, С. и. не зависит от воздействия на квантовую систему внешнего излучения, и его закономерности определяются исключительно свойствами самой системы (подобно другим типам спонтанных процессов - радиоактивному распаду, превращению молекул при мономолекулярных реакциях и др.). С. и. возникает при спонтанном квантовом переходе возбужденной системы с более высокого уровня энергии $\mathscr{~}_{i}$ на  го фотона с энергией $h v_{i k}=\mathscr{E}_{i}-\mathscr{E}_{k}$ и вероятностью $A_{i k}$, равной среднему числу фотонов, испускаемых квантовой системой в единицу времени. Если населенность уровня $\varepsilon_{i}$ равна $N_{i}$, то мощность С. и. (энергия фотонов, испускаемых в 1 с) равна $N_{i} A_{i k} \hbar v_{i k}$; она определяет интенсивность С. и., к-рая остается постоянной при постоянстве $N_{i}$. Если задана начальная населенность $i$-го уровня $N_{i 0}$, а дальнейшее возбуждение отсутствует, то вследствие С. и. $N_{i}$ будет убывать со временем $t$ по закону: $N_{i}=N_{i 0} \exp \left(-A_{i t}\right)$, где $A_{i}=$ $=\sum_{k} A_{i k}-$ полная вероятность С. и. при переходах системы с уровня энергии $\mathscr{E}_{i}$ на все более низкие уровни энергии $\mathscr{E}_{k}$. Чем больше $A_{i}$, тем быстрее затухает со временем С. и. и тем меньше время жизни $\tau_{i}=1 / A_{i}$ на уровне $\boldsymbol{E}_{i}$. Вероятность $A_{i k}$ С. и., являющаяся важнейшей характеристикой квантового перехода, зависит от характеристики уровней, между к-рыми происходит переход. Для дипольного излучения $A_{i k}$ пропорциональна кубу частоты перехода и квадрату дипольного момента перехода; в видимой области спектра она $\sim 10^{8} \mathrm{c}^{-1}$, что соответствует временам жизни возбужденных уровней энергии $\sim 10^{-8}$ с. В спектроскопии часто пользуются вместо вероятностей $A_{i k}$ безразмерными вероятностями $f_{i k}=A_{i k} / A_{0}-$ так наз. силами осцилляторов $\left(A_{0}-\right.$ вероятность, принятая за 1 и дающая такой же закон затухания С. и., как и для дипольного излучения упруго связанного электрона согласно классич. теории). М. А. Ельяшевич.

процесс самопроизвольного испускания электромагнитного излучения атомами и другими квантовыми системами, находящимися на возбужденных уровнях энергии (см. Квантовый переход). В отличие от вынужденного излучения, С. и. не зависит от воздействия на квантовую систему внешнего излучения, и его закономерности определяются исключительно свойствами самой системы (подобно другим типам спонтанных процессов - радиоактивному распаду, превращению молекул при мономолекулярных реакциях и др.). С. и. возникает при спонтанном квантовом переходе возбужденной системы с более высокого уровня энергии $\mathscr{~}_{i}$ на  го фотона с энергией $h v_{i k}=\mathscr{E}_{i}-\mathscr{E}_{k}$ и вероятностью $A_{i k}$, равной среднему числу фотонов, испускаемых квантовой системой в единицу времени. Если населенность уровня $\varepsilon_{i}$ равна $N_{i}$, то мощность С. и. (энергия фотонов, испускаемых в 1 с) равна $N_{i} A_{i k} \hbar v_{i k}$; она определяет интенсивность С. и., к-рая остается постоянной при постоянстве $N_{i}$. Если задана начальная населенность $i$-го уровня $N_{i 0}$, а дальнейшее возбуждение отсутствует, то вследствие С. и. $N_{i}$ будет убывать со временем $t$ по закону: $N_{i}=N_{i 0} \exp \left(-A_{i t}\right)$, где $A_{i}=$ $=\sum_{k} A_{i k}-$ полная вероятность С. и. при переходах системы с уровня энергии $\mathscr{E}_{i}$ на все более низкие уровни энергии $\mathscr{E}_{k}$. Чем больше $A_{i}$, тем быстрее затухает со временем С. и. и тем меньше время жизни $\tau_{i}=1 / A_{i}$ на уровне $\boldsymbol{E}_{i}$. Вероятность $A_{i k}$ С. и., являющаяся важнейшей характеристикой квантового перехода, зависит от характеристики уровней, между к-рыми происходит переход. Для дипольного излучения $A_{i k}$ пропорциональна кубу частоты перехода и квадрату дипольного момента перехода; в видимой области спектра она $\sim 10^{8} \mathrm{c}^{-1}$, что соответствует временам жизни возбужденных уровней энергии $\sim 10^{-8}$ с. В спектроскопии часто пользуются вместо вероятностей $A_{i k}$ безразмерными вероятностями $f_{i k}=A_{i k} / A_{0}-$ так наз. силами осцилляторов $\left(A_{0}-\right.$ вероятность, принятая за 1 и дающая такой же закон затухания С. и., как и для дипольного излучения упруго связанного электрона согласно классич. теории). М. А. Ельяшевич.