Abszorpciós hatáskeresztmetszet, homogén vonalkiszélesedés

A1.01.D13

Tekintsünk egy térfogategységenként N atomból álló sokaságot! Számítsuk ki a sokaság átlagos átmeneti rátáját, azaz az időegységre eső átmeneti valószínűségét az elektromágneses térrel való kölcsönhatás során! Ha az összes atom rezonanciafrekvenciája és vonalalakja azonos, akkor a sokaság homogén frekvenciakiszélesedéséről beszélünk. Az átmeneti ráta, Wh, ez esetben ugyanakkora lesz minden atomra.

Pa a térfogategységben abszorbeált teljesítmény, Nt az atomok sűrűsége, F a fotonfluxus, σ az atomonkénti abszorpciós hatáskeresztmetszet. Ha egy foton belép ebbe a keresztmetszetbe, az atom elnyeli. A fenti kifejezésekből következik, hogy az effektív abszorpciós hatáskeresztmetszet homogén frekvenciakiszélesedett közegben megegyezik az egyes atomok abszorpciós hatáskeresztmetszetével.