2018-07-04
Разреженные пары ртути, атомы который практически все находятся в основном состоянии, осветили резонансной линией ртутной лампы с длиной волны $\lambda = 253,65 нм$. При этом мощность испускания данной линии парами ртути оказалась $P = 35 мВт$. Найти число атомов в состоянии резонансного возбуждения, среднее время жизни которого $\tau = 0,15 мкс$.
Решение:
В результате освещения ртутной лампой атомы переходят в возбужденное состояние. В равновесии число таких атомов равно $N$. Так как среднее время жизни атома равно $T$, число затухания за единицу времени равно $\frac{N}{ \tau}$. Так как фотон энергии $\frac{2 \pi \hbar c}{ \lambda}$ получается из каждый распад, полная излучаемая мощность будет $\frac{2 \pi \hbar c}{ \lambda} \frac{N}{ \tau}$. Она должна равняться $P$. Таким образом
$N = \frac{P \tau}{ \frac{2 \pi \hbar c}{ \lambda} } = \frac{P \tau \lambda}{2 \pi \hbar} = 6,7 \cdot 10^{9}$