Pro gradu -tutkielma Fysiikan opettajan ... - Helsinki.fi

Kahden pysyvän tilan välistä siirtymää, jossa sähkömagneettista säteilyä syntyy, voidaankuvata tilojen aaltofunktioiden superpositiona=c n xe −i E n t /ħ c ' n' xe −i E n' t /ħ (62),jossa n ja n' viittaavat hiukkasen tiloihin, c ja c' ovat aaltojen amplitudit ja E n ja E n' tilojenenergiat. Tällöin dipolimomentti on kaavan (61) mukaisesti∞e 〈x〉=e ∫ x[∣c n∣ 2 c * c' * n n'e i E n −E n' t/ħ c ' * c * n' ne −iE n −E n' t/ħ ∣c' n'∣ 2 ]dx−∞(63),jossa integraalin sisällä olevissa ensimmäisessä ja viimeisessä termissä ei oleaikariippuvuutta, joten ne eivät vaikuta syntyvään sähkömagneettiseen aaltoon.Sähkömagneettinen aalto syntyy kahden keskimmäisen termin vaikutuksesta, jotkavärähtelevät taajuudellaf = E n −E n 'ħ(64).Tämän perusteella voidaan ymmärtää sähkömagneettisen säteilyn vuorovaikutus varatunhiukkasen kanssa. Koska sähkömagneettinen säteily vuorovaikuttaa molekyylin varattujenhiukkasten kanssa, kaava (64) kuvaa säteilyn vuorovaikutusta molekyylien kanssa. (Brehm,Mullin, 1989 : 268-270)Esitetyn tarkastelun nojalla voidaan ymmärtää kaasumolekyylien energian kvantittuminen jasähkömagneettisen säteilyn vuorovaikutus molekyylien kanssa. Kuvassa D.3 esitetyssämittaustuloksessa näkyy, että ilmamolekyylien energioiden kvantittumisesta johtuenilmakehän kaasut absorboivat joitakin säteilyn alueita paremmin kuin toisia.130