아인슈타인 계수

틀:위키데이터 속성 추적 아인슈타인 계수(Einstein coefficient)는 다음과 같이 정의된다.

기체 원자의 흡수선 또는 방출선이 발생할 때, 낮은 에너지 준위에 있는 원자 밀도를 $n_{1}$ , 높은 에너지 준위에 있는 원자 밀도를 $n_{2}$ 라 한다.

진동수 $ν$ 인 원자 방출선은 방출계수 $ϵ$ 로 기술될 수 있으며, 방출계수의 단위는 에너지/시간/부피/입체각이다. 그러면 $ϵ d t d V d Ω$ 는 단위시간 $d t$ 동안 단위부피 $d V$ 에서 입체각 $d Ω$ 로 방출된 에너지이다. 원자선 복사의 경우 방출계수는

ϵ = \frac{h ν}{4 π} n_{2} A_{21}

인데, 이때 $A_{21}$ 가 바로 자연방출의 아인슈타인 계수이다. 아인슈타인 계수의 값은 특정 원자의 고유 성질과 전자가 오가는 두 특정 에너지 준위에 따라 고정된다.

흡수선의 경우 흡수계수 $κ$ 로 기술될 수 있으며, 흡수계수의 단위는 1/길이이다. 그러면 $κ d x$ 는 진동수 $ν$ 의 빛줄기가 거리 $d x$ 를 이동하면서 흡수된 휘도 비율이 된다. 흡수계수는

κ^{'} = \frac{h ν}{4 π} (n_{1} B_{12} - n_{2} B_{21})

인데, 이때 $B_{12}$ 와 $B_{21}$ 는 각각 흡수와 유도방출의 아인슈타인 계수이다. 자연방출의 아인슈타인 계수 $A_{21}$ 과 마찬가지로 이것들의 값도 특정 원자의 고유 성질과 전자가 오가는 두 특정 에너지 준위에 따라 고정된다.^[1]^[2]^[3]

각주

↑ Weinstein, M.A. (1960). On the validity of Kirchhoff's law for a freely radiating body, American Journal of Physics, 28: 123-25.
↑ Burkhard, D.G., Lochhead, J.V.S., Penchina, C.M. (1972). On the validity of Kirchhoff's law in a nonequilibrium environment, American Journal of Physics, 40: 1794-1798.
↑ Baltes, H.P. (1976). On the validity of Kirchhoff's law of heat radiation for a body in a nonequilibrium environment, Chapter 1, pages 1-25 of Progress in Optics XIII, edited by E. Wolf, North-Holland, ISSN 00796638.

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[1] Weinstein, M.A. (1960). On the validity of Kirchhoff's law for a freely radiating body, American Journal of Physics, 28: 123-25.

[2] Burkhard, D.G., Lochhead, J.V.S., Penchina, C.M. (1972). On the validity of Kirchhoff's law in a nonequilibrium environment, American Journal of Physics, 40: 1794-1798.

[3] Baltes, H.P. (1976). On the validity of Kirchhoff's law of heat radiation for a body in a nonequilibrium environment, Chapter 1, pages 1-25 of Progress in Optics XIII, edited by E. Wolf, North-Holland, ISSN 00796638.

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