6.2. Стационарное возбуждение

6.2.1. Поляризация ударного излучения

Формулы, приведенные в разд. 6.1, описывают поляризацию света, детектированного при совпадениях с рассеянными электронами, т. е. поляризацию фотонов, испущенных только выделенной частью ансамбля атомов. Теперь рассмотрим случай, когда рассеянные электроны не регистрируются. Предположим, что детектор фотонов обладает достаточным разрешением и может выделить фотоны, испускаемые при переходе между уровнями с фиксированными квантовыми

числами Однако, поскольку электроны не регистрируются, следует учитывать все фотоны, испущенные при этом переходе, независимо от направления вылета рассеянных электронов.

Если мы рассматриваем возбуждение стационарным потоком падающих электронов, то момент испускания фотонов не определен относительно момента возбуждения. Поэтому следует использовать усредненную по времени форму поляризационной матрицы плотности.

Когда рассеянные электроны не регистрируются, рассматриваемая атомная система, согласно разд. 4.6.3, является выстроенной, но неориентированной. Поэтому детектируемое излучение характеризуется только двумя параметрами: монополем который пропорционален полному сечению и параметром выстроенности который определяется соотношением (4.6.11). Соответствующие параметры Стокса легко получить, подставляя нули вместо всех мультиполей, кроме в выражение (6.1.7) и выражения для остальных параметров. Степень круговой поляризации и параметр обращаются в нуль, а ненулевые параметры Стокса определяются выражениями

Монополь можно определить, измеряя полное сечение. Чтобы экспериментально определить можно измерить либо угловое распределение либо параметр Обычно определяется комбинация этих параметров. Испускаемое излучение регистрируется под прямым углом к оси падающего пучка. Примем направление падающего пучка за ось а направление наблюдения за ось X нашей системы координат. Тогда единичные векторы определяющие введенную в разд. 6.1 систему координат детектора, параллельны соответственно

Излучение, регистрируемое в направлении X, проходит через призму Николя, ось пропускания которой составляет угол с направлением падающего потока (т. е. угол 180° — с осью Прошедший через призму свет линейно-поляризован, причем вектор поляризации дается выражением (1.2.5) с заменой на рис. 6.2 с рис. 1.4):

Интенсивность пропущенного через призму света описывается выражением (1.2.29) с

где параметры определяются соответственно выражениями (6.2.1а) и (6.2.16) при

Обычно экспериментально измеряют поляризацию

здесь обозначают интенсивности света, пропущенного через призму Николя, когда ось пропускания параллельна и перпендикулярна оси Используя (6.2.3), получаем

Рис. 6.2. См. объяснение в тексте.

Поскольку абсолютная величина параметра (6.2.4) равна степени поляризации введенной в разд. 1.2. Подставляя в (6.2.1) значения т. е. рассматривая случай, когда направление параллельно оси X, получаем

Таким образом, измерение в сочетании с определением полного сечения позволяет извлечь из эксперимента параметр выстроенности.

Для синглет-синглетных переходов и (6.2.6) сводится к выражению

В качестве примера рассмотрим случаи, когда излучение испускается в переходе Параметр выстроенностн можно выразить через полные сечения используя соотношения (4.6.11) и (4.6.9):

Аналогично из (4.6.10) получаем

Подстановка выражений (6.2.8) и численного значения -символа в (6.2.7) дает