Visa fråga/svar

 

Ljud-Ljus-Vågor [20803]

Fråga:
Hej! Jag ska utföra ett experiment i skolan som utforskar hur ljusets intensitet från självlysande föremål (SrAl2O4) förändras med tiden efter att ljuskällan stängts av, och hur intensiteten beror på våglängd och ljusstyrka hos ljuskällan (där "ljuskällan" är den energi som ursprungligen exciterar elektronerna). Jag behöver hitta en teoretisk modell för hur ljusets intensitet sjunker då ljuskällan stängts av och undrar om det jag förstått hittills är korrekt.

Som jag förstått det exciteras elektronerna till en energinivå där ingen "tillåten" väg till grundnivån finns, därför är sannolikheten att elektronerna emitterar fotoner relativt liten och processen att ta sig till grundnivån och emittera fotoner dras ut och ljuset syns under en längre period, inte bara ögonblicket efter att ljuskällan stängts av.

Är sannolikheten att en exciterad elektron emitterar en foton konstant medan det självlysande materialets intensitet minskar?

Kan jag således göra en matematisk modell för hur intensiteten beror av tiden? Hur ser modellen ut och hur visar jag den på en graf på bästa sätt? Finns det en ekvation som beskriver förhållandet?

Var inte rädda för att blanda in kvantfysik eller mer avancerad matematik!

Jag är SÅ tacksam för er tjänst och ser fram emot att läsa svaret!
/Eskil F, Malmö Borgarskola, Malmö

Svar:
Tidsberoendet hos en avstängd ljuskälla beror på vad det är för en ljuskälla.

För en termisk ljuskälla, t.ex. en glödlampa, är effekten proportionell mot temperaturen upphöjt i 4 (se Stefan–Boltzmanns lag i fråga 12397 ), så effekten avtar snabbt med temperaturen.

Om ljuskällan är ett exciterat tillstånd är effekten en exponentialfunktion innehållande medellivslängden hos tillståndet - samma uttryck som för radioaktivt sönderfall (se fråga 20019 ). Om man har tidsberoendet som en exponentialfunktion kan man genom att logaritmera intensiteten erhålla en lätthanterlig rät linje. Ur denna kan man bestämma medellivslängden från lutningen.

I de flesta fallen är det mer än ett tillstånd som medverkar, och då blir tidsberoendet mer komplicerat (en summa av exponentialfunktioner).
/Peter E

*

 

 

Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2022-05-21 17:33:39.

 

** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.