СВЕТОИНДУЦИ́РОВАННЫЙ ДРЕЙФ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
СВЕТОИНДУЦИ́РОВАННЫЙ ДРЕЙФ газов и газоподобных сред, относительное движение (дрейф) компонентов буферного газа, возникающее при резонансном поглощении излучения одним из компонентов смеси. С. д. обусловлен селективным по скоростям возбуждением частиц, поглощающих излучение, и различием транспортных характеристик возбуждённых и невозбуждённых частиц при их столкновениях с др. компонентами смеси.
Из-за эффекта Доплера с излучением взаимодействуют не все частицы газа, а только те, у которых доплеровский сдвиг kv (k – волновой вектор излучения, v – скорость частицы) компенсирует отстройку частоты излучения от резонанса (селективное по скоростям возбуждение). Подбирая спектр излучения и положение его центр. частоты относительно резонанса, можно добиться того, что взаимодействовать с излучением будут, напр., частицы, движущиеся только в направлении k. В результате взаимодействия частицы переходят в возбуждённое состояние, в котором транспортное сечение частицы изменяется (напр., увеличивается). При этом длина свободного пробега l возбуждённой частицы оказывается меньше таковой l0 для частицы в осн. состоянии. Девозбуждение (переход в осн. состояние) происходит при спонтанном или вынужденном испускании. За 1 цикл возбуждения-девозбуждения при условии, что в возбуждённом состоянии произошло столкновение, частица подвергается систематич. перемещению l0 – l1 в направлении, обратном k. При регулярном повторении циклов частица в указанных условиях будет дрейфовать навстречу излучению. Если центр. частоту спектра излучения настроить так, чтобы возбуждались частицы со скоростями, направленными против волнового вектора k, то поглощающие частицы будут дрейфовать в направлении распространения излучения. Направление дрейфа зависит также от соотношения длин свободного пробега частиц.
Особенность С. д., отличающая его от др. эффектов воздействия излучения на движение частиц газа, состоит в том, что для возникновения направленного движения газовых компонентов не обязателен прямой или косвенный обмен импульсом и энергией между излучением и частицами газа. Энергия поступат. движения газовых компонентов черпается из тепловой энергии, а действие излучения заключается в преобразовании хаотич. (теплового) движения частиц газа в упорядоченное (направленное) движение компонентов смеси.
С. д. применяется во многих областях физики (неравновесной газовой динамике, физике атомных и молекулярных столкновений, ядерной физике) и в астрофизике (в частности, для объяснения феномена пекулярных звёзд). С. д. используется для разделения изотопов и короткоживущих ядерных изомеров, разделения спиновых модификаций тяжёлых молекул, регистрации микропримесей и т. п.