Re: Perche' le molecole d'aria non si fermano mai?

From: Giorgio Bibbiani <giorgio_bibbianiTOGLI_at_virgilio.it.invalid>
Date: Mon, 24 Feb 2014 17:13:48 +0100

cometa_luminosa wrote:
>> Mi correggo, in realta' il fotone emesso spontaneamente fa
>> aumentare la velocita' dell'atomo in piu' del 50% dei casi
>> (ad es. se avesse una direzione formante un angolo di 90°
>> rispetto a quella della velocita' iniziale dell'atomo farebbe
>> ancora aumentare la velocita' dell'atomo), comunque si
>> fa in modo che statisticamente risulti preponderante
>> l'effetto della diminuzione di energia cinetica per
>> assorbimento di un fotone rispetto all'eventuale aumento
>> per emissione spontanea.
>>
> E in che modo? Non mi e' ancora molto chiaro.

Bisognerebbe fare considerazioni quantitative, ma
io non le so fare, tenendo conto di tutti gli effetti reali,
e mi sono limitato a considerazioni semiqualitative...

> Oppure il "trucco" e' che, essendo, come hai gia' scritto,
> l'emissione spontanea isotropa, si fa uscire dal contenitore gli
> atomi che hanno velocita' trasversale rispetto ai due fasci laser
> cosi' che non possano piu' riscaldare gli altri?
>
> Perche' a me sembra che, finche' tutti gli atomi che vengono
> "frenati" dalla melassa ottica possono rimanere dentro al contenitore
> a contatto con gli altri atomi, nessun raffreddamento possa avvenire.
> O forse non ho afferrato bene...

Ragioniamo sull'energia in un *caso semplificato*, che
dovrebbe restituire comunque correttamente l'idea del
fenomeno.

Sia f_0 la frequenza (trascuriamo idealmente la larghezza
intrinseca della riga) corrispondente alla data transizione
elettronica, un atomo avente velocita' v assorba un
fotone diretto nel verso opposto a v (solo cosi' e'
possibile l'assorbimento) e avente energia h*f ove
f = (1 - v/c) f_0 < f_0 (limite non relativistico),
successivamente l'atomo riemette spontaneamente
un fotone, se questo sara' emesso "in avanti"
(50% dei casi) avra' per effetto Doppler frequenza
maggiore di f_0 e se sara' emesso "all'indietro"
(restante 50% dei casi) avra' frequenza minore di f_0,
la distribuzione delle frequenze dei fotoni emessi avra'
allora media f_0 e in media l'atomo avra' perso una
energia cinetica pari a h * (f_0 - f), quindi nel complesso
il gas si dovra' raffreddare.

Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani
Received on Mon Feb 24 2014 - 17:13:48 CET

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