Эффект Ханле

Эффект Ханле , ^[1] также известный как железнодорожный переезд с нулевым полем , ^[2] Это уменьшение поляризации света, когда атомы, излучающие свет, подвергаются воздействию магнитного поля определенного направления и когда они сами возбуждаются поляризованным светом.

Эксперименты, в которых используется эффект Ханле, включают измерение времени жизни возбужденных состояний , ^[3] и обнаружение присутствия магнитных полей. ^[4]

История

Первые экспериментальные доказательства этого эффекта были получены Робертом В. Вудом . ^[5]^[6] и лорд Рэлей . ^[7] Эффект назван в честь Вильгельма Ханле , который первым объяснил этот эффект с точки зрения классической физики в Zeitschrift für Physik в 1924 году. ^[8]^[9] Первоначально причины эффекта были спорными, и многие теоретики ошибочно полагали, что это разновидность эффекта Фарадея . Попытки понять это явление сыграли важную роль в дальнейшем развитии квантовой физики . ^[10]

Раннее теоретическое рассмотрение эффекта пересечения уровней было дано Грегори Брейтом . ^[11]

Приложения

Наблюдение эффекта Ханле на свету, излучаемом Солнцем, используется для косвенного измерения магнитных полей внутри Солнца, см.:

Первоначально эффект рассматривался в контексте газов, а затем применялся к физике твердого тела . ^[12] Он использовался для измерения как состояний локализованных электронов, так и состояний локализованных электронов. ^[13] и свободные электроны . ^[14] Для спин-поляризованных электрических токов эффект Ханле позволяет измерить эффективное время жизни спина в конкретном устройстве. ^[15]

Связанные эффекты

Пересечения уровней Ханле с нулевым полем включают магнитные поля, в которых состояния, вырожденные в нулевом магнитном поле, расщепляются из-за эффекта Зеемана . Существуют также аналогичные штарковские пересечения уровней в нулевом поле с электрическими полями, в которых состояния, вырожденные в нулевом электрическом поле, расщепляются из-за эффекта Штарка . Испытания пересечений Штарковского уровня с нулевым полем проводились после измерений типа Ханле и, как правило, встречаются реже из-за возросшей сложности экспериментов. ^[16]

См. также

Ссылки

^ Канцлер, Альфред (1974). «50 лет эффекта Ханле: обзор и перспективы» [50 лет эффекта Ханле: обзор и перспективы]. Физический журнал (на немецком языке). 30 (9): 394–404. дои : 10.1002/phbl.19740300903 . ISSN 0031-9279 .
^ Лурио, Аллен; де Зафра, РЛ; Гошен, Роберт Дж. (1 июня 1964 г.). «Жизнь Первого ¹P ₁ Состояние цинка, кальция и стронция». Physical Review . 134 (5A): A1198–A1203. Bibcode : 1964PhRv..134.1198L . doi : 10.1103/physrev.134.a1198 . ISSN 0031-899X .
^ Циммерманн, Дитер (1975). «Определение времени жизни 4p _1/2 -состояния калия по эффекту Ханле». Zeitschrift für Physik A. 275 (1): 5–10. Бибкод : 1975ZPhyA.275....5Z . дои : 10.1007/bf01409492 . ISSN 0340-2193 . S2CID 119987034 .
^ Дюпон-Рок, Ж.; Гарош, С. ; Коэн-Таннуджи, К. (1969). «Обнаружение очень слабых магнитных полей (10 ⁻⁹ гаусс) по ⁸⁷Резонансы пересечения уровней в нулевом поле Rb». Physics Letters A. 28 ( 9): 638–639. Bibcode : 1969PhLA...28..638D . doi : 10.1016/0375-9601(69)90480-0 . ISSN 0375- 9601 .
^ Вуд, RW (1912). «LXVII. Избирательное отражение, рассеяние и поглощение резонирующими молекулами газа» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 23 (137): 689–714. дои : 10.1080/14786440508637267 . ISSN 1941-5982 .
^ Вуд, RW ; Эллетт, А. (1 июня 1923 г.). «О влиянии магнитных полей на поляризацию резонансного излучения» . Труды Королевского общества А. 103 (722): 396–403. Бибкод : 1923RSPSA.103..396W . дои : 10.1098/rspa.1923.0065 . ISSN 1364-5021 .
^ Рэлей, Л. (1 ноября 1922 г.). «Поляризация света, рассеянного парами ртути вблизи резонансной периодичности» . Труды Королевского общества А. 102 (715): 190–196. Бибкод : 1922RSPSA.102..190R . дои : 10.1098/rspa.1922.0080 . ISSN 1364-5021 .
^ Ханле, Вильгельм (1 декабря 1924 г.). «О магнитных влияниях на поляризацию резонансной флуоресценции». Журнал физики (на немецком языке). 30 (1): 93–105. Бибкод : 1924ZPhy...30...93H . дои : 10.1007/bf01331827 . ISSN 0044-3328 . S2CID 120528168 .
^ Ханле, В. (1925). «Магнитное влияние на резонансную флуоресценцию». Результаты точного естествознания (на немецком языке). Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. стр. 214–232. дои : 10.1007/978-3-642-94259-4_7 . ISBN 978-3-642-93859-7 .
^ Дж. Алнис; К. Краснеет; М Аузиньш; С. Кеннеди; Н. Шафер-Рэй; ЭРИ Авраам (2003). «Эффект Ханле и спектроскопия пересечения уровней в парах Rb при сильном лазерном возбуждении» (PDF) . Журнал физики Б. 36 (6): 1161–1173. Бибкод : 2003JPhB...36.1161A . дои : 10.1088/0953-4075/36/6/307 . S2CID 250734473 . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 6 марта 2012 г.
^ Брейт, Г. (1 апреля 1933 г.). «Квантовая теория дисперсии (продолжение). Части VI и VII». Обзоры современной физики . 5 (2): 91–140. Бибкод : 1933РвМП....5...91Б . дои : 10.1103/revmodphys.5.91 . ISSN 0034-6861 .
^ Пикус, GE ; Титков, АН (1991). «Применение эффекта Ханле в физике твердого тела». Эффект Ханле и спектроскопия пересечения уровней . Бостон, Массачусетс: Springer US. стр. 283–339. дои : 10.1007/978-1-4615-3826-4_6 . ISBN 978-1-4613-6707-9 .
^ Карлов, Н.В.; Марджери, Дж.; Мерль-Д'Обинье, Ю. (1963). «Оптическая накачка F-центров в KBr» (PDF) . Журнал физики (на французском языке). 24 (10): 717–723. doi : 10.1051/jphys:019630024010071700 . ISSN 0368-3842 . S2CID 95183756 .
^ Парсонс, Р.Р. (17 ноября 1969). «Межполосная оптическая накачка в твердых телах и поляризованная фотолюминесценция». Письма о физических отзывах . 23 (20): 1152–1154. Бибкод : 1969PhRvL..23.1152P . дои : 10.1103/physrevlett.23.1152 . ISSN 0031-9007 .
^ ван 'т Эрве, OMJ; Фридман, Ал.; Ли, CH; Робинсон, Джей Ти; Коннелл, Дж.; Лаухон, LJ; Джонкер, BT (19 июня 2015 г.). «Спиновый транспорт и эффект Ханле в кремниевых нанопроволоках с использованием графеновых туннельных барьеров» . Природные коммуникации . 6 (1): 7541. Бибкод : 2015NatCo...6.7541V . дои : 10.1038/ncomms8541 . ISSN 2041-1723 . ПМИД 26089110 .
^ Былицкий, Ф.; Вебер, Х.Г. (1982). «Эксперименты по пересечению уровней Штарка в нулевом поле и повторному пересечению Штарка-Зеемана в полосе NO ₂ 593 нм ». Химическая физика . 70 (3): 299–305. Бибкод : 1982CP.....70..299B . дои : 10.1016/0301-0104(82)88099-3 . ISSN 0301-0104 .

[1] Канцлер, Альфред (1974). «50 лет эффекта Ханле: обзор и перспективы» [50 лет эффекта Ханле: обзор и перспективы]. Физический журнал (на немецком языке). 30 (9): 394–404. дои : 10.1002/phbl.19740300903 . ISSN 0031-9279 .

[2] Лурио, Аллен; де Зафра, РЛ; Гошен, Роберт Дж. (1 июня 1964 г.). «Жизнь Первого ¹P ₁ Состояние цинка, кальция и стронция». Physical Review . 134 (5A): A1198–A1203. Bibcode : 1964PhRv..134.1198L . doi : 10.1103/physrev.134.a1198 . ISSN 0031-899X .

[3] Циммерманн, Дитер (1975). «Определение времени жизни 4p _1/2 -состояния калия по эффекту Ханле». Zeitschrift für Physik A. 275 (1): 5–10. Бибкод : 1975ZPhyA.275....5Z . дои : 10.1007/bf01409492 . ISSN 0340-2193 . S2CID 119987034 .

[4] Дюпон-Рок, Ж.; Гарош, С. ; Коэн-Таннуджи, К. (1969). «Обнаружение очень слабых магнитных полей (10 ⁻⁹ гаусс) по ⁸⁷Резонансы пересечения уровней в нулевом поле Rb». Physics Letters A. 28 ( 9): 638–639. Bibcode : 1969PhLA...28..638D . doi : 10.1016/0375-9601(69)90480-0 . ISSN 0375- 9601 .

[5] Вуд, RW (1912). «LXVII. Избирательное отражение, рассеяние и поглощение резонирующими молекулами газа» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 23 (137): 689–714. дои : 10.1080/14786440508637267 . ISSN 1941-5982 .

[6] Вуд, RW ; Эллетт, А. (1 июня 1923 г.). «О влиянии магнитных полей на поляризацию резонансного излучения» . Труды Королевского общества А. 103 (722): 396–403. Бибкод : 1923RSPSA.103..396W . дои : 10.1098/rspa.1923.0065 . ISSN 1364-5021 .

[7] Рэлей, Л. (1 ноября 1922 г.). «Поляризация света, рассеянного парами ртути вблизи резонансной периодичности» . Труды Королевского общества А. 102 (715): 190–196. Бибкод : 1922RSPSA.102..190R . дои : 10.1098/rspa.1922.0080 . ISSN 1364-5021 .

[8] Ханле, Вильгельм (1 декабря 1924 г.). «О магнитных влияниях на поляризацию резонансной флуоресценции». Журнал физики (на немецком языке). 30 (1): 93–105. Бибкод : 1924ZPhy...30...93H . дои : 10.1007/bf01331827 . ISSN 0044-3328 . S2CID 120528168 .

[9] Ханле, В. (1925). «Магнитное влияние на резонансную флуоресценцию». Результаты точного естествознания (на немецком языке). Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. стр. 214–232. дои : 10.1007/978-3-642-94259-4_7 . ISBN 978-3-642-93859-7 .

[Abraham_2003-10] Дж. Алнис; К. Краснеет; М Аузиньш; С. Кеннеди; Н. Шафер-Рэй; ЭРИ Авраам (2003). «Эффект Ханле и спектроскопия пересечения уровней в парах Rb при сильном лазерном возбуждении» (PDF) . Журнал физики Б. 36 (6): 1161–1173. Бибкод : 2003JPhB...36.1161A . дои : 10.1088/0953-4075/36/6/307 . S2CID 250734473 . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 6 марта 2012 г.

[11] Брейт, Г. (1 апреля 1933 г.). «Квантовая теория дисперсии (продолжение). Части VI и VII». Обзоры современной физики . 5 (2): 91–140. Бибкод : 1933РвМП....5...91Б . дои : 10.1103/revmodphys.5.91 . ISSN 0034-6861 .

[12] Пикус, GE ; Титков, АН (1991). «Применение эффекта Ханле в физике твердого тела». Эффект Ханле и спектроскопия пересечения уровней . Бостон, Массачусетс: Springer US. стр. 283–339. дои : 10.1007/978-1-4615-3826-4_6 . ISBN 978-1-4613-6707-9 .

[13] Карлов, Н.В.; Марджери, Дж.; Мерль-Д'Обинье, Ю. (1963). «Оптическая накачка F-центров в KBr» (PDF) . Журнал физики (на французском языке). 24 (10): 717–723. doi : 10.1051/jphys:019630024010071700 . ISSN 0368-3842 . S2CID 95183756 .

[14] Парсонс, Р.Р. (17 ноября 1969). «Межполосная оптическая накачка в твердых телах и поляризованная фотолюминесценция». Письма о физических отзывах . 23 (20): 1152–1154. Бибкод : 1969PhRvL..23.1152P . дои : 10.1103/physrevlett.23.1152 . ISSN 0031-9007 .

[15] ван 'т Эрве, OMJ; Фридман, Ал.; Ли, CH; Робинсон, Джей Ти; Коннелл, Дж.; Лаухон, LJ; Джонкер, BT (19 июня 2015 г.). «Спиновый транспорт и эффект Ханле в кремниевых нанопроволоках с использованием графеновых туннельных барьеров» . Природные коммуникации . 6 (1): 7541. Бибкод : 2015NatCo...6.7541V . дои : 10.1038/ncomms8541 . ISSN 2041-1723 . ПМИД 26089110 .

[16] Былицкий, Ф.; Вебер, Х.Г. (1982). «Эксперименты по пересечению уровней Штарка в нулевом поле и повторному пересечению Штарка-Зеемана в полосе NO ₂ 593 нм ». Химическая физика . 70 (3): 299–305. Бибкод : 1982CP.....70..299B . дои : 10.1016/0301-0104(82)88099-3 . ISSN 0301-0104 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]