光子闭合轨道理论在介质板体系中原子自发辐射和分子荧光寿命问题上的应用

摘要

在本文中，我们主要利用光子闭合轨道理论研究了发光原子或分子的自发或者荧光辐射速率随体系增加而呈现出的一种类正弦衰减振荡现像。所做工作主要分为以下两部分： 第一部分，根据量子电动力学，我们计算了电偶极距在空间任意分布时的原子相对自发辐射速率大小。结果表明，处于三层介质板体系最外层发光原子的相对自发辐射速率随体系逐渐增大而呈现出一种衰减的类正弦多周期振荡图像。为了得到这些周期振荡图像中的频率，我们对相对自发辐射速率作为体系大小的函数进行了傅立叶变换，结果发现了四个明显的频率，且任意相邻频率之差是相同的。经过分析，从傅立叶变换得到的四个频率和光子闭合轨道理论所预言的频率一一对应。 第二部分，实验上测得terrylene分子的荧光辐射光强即相对于真空的荧光辐射速率随银质镜面位置变化而呈现出一种衰减的类正弦振荡图像。我们首先根据光子闭合轨道理论尝试性地提出了它所满足的公式，然后利用该公式对实验数据进行非线性拟合，结果表明该拟合曲线和实验结果相一致。 综上所述，光子闭合轨道理论成功地解释了发光原子分子的自发或荧光辐射速率的振荡现象，并能够对该现象的产生提供一种简洁明了的物理图景。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1自发辐射

1.2分层介质板体系中原子的自发辐射

1.3原子的自发辐射速率振荡现象

1.4光子闭合轨道理论

1.5本论文的结构安排

参考文献

第二章理论模型及公式推导

2.1介质中的麦克斯韦方程

2.2电磁波在两种介质界面上的边界条件

2.3三层介质板模型所使用的边界条件

2.4三层介质板内电场的计算

2.4.1辐射模电场的计算

2.4.2导模电场的计算

2.5场量子化

2.6自发辐射速率和零点场涨落

2.7本章小结

参考文献

第三章三层介质板体系中原子的自发辐射速率振荡

3.1理论模型

3.2原子自发辐射速率的计算公式

3.3原子的相对自发辐射速率的计算结果

3.4傅利叶变换

3.5光子闭合轨道理论分析

3.6本章小结

参考文献

第四章光子闭合轨道理论对实验结果的解释

4.1实验装置

4.2实验结果及分析

4.3光子闭合轨道理论对实验结果的分析

4.4本章小结

参考文献

第五章结论

在学期间发表及待发表的学术论文

致谢