固体物理吸收与发射教学中费米黄金定则的应用

作     者：胡焱清 HU Yan-qing

作者机构：苏州科技大学材料科学与工程学院江苏苏州215009 

出 版 物：《大学物理》 (College Physics)

年 卷 期：2024年第43卷第5期

页      面：9-12,21页

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：江苏省自然科学基金(BK20211337) 江苏省“双创博士”科研项目(JSSCBS20210718)资助 

主　　题：费米黄金定则 电偶极子 固体物理 

摘      要：费米黄金定则是描述一个系统波函数由一个特征态变换为另一个特征态概率的理论,该理论可以很好地阐述固体发光材料的吸收和发射.然而费米黄金定则的推导过程比较复杂,学生对推导的结果不理解,这会影响后续的教学进度和整体的教学质量.本文回顾了费米黄金定则的推导过程,并基于该定则,推导出施主-受主系统电偶极子间的能量传递速率,证实电偶极子间的能量传递跟介电常数的平方和距离的六次方呈反比,该结果为调节电偶极子间的能量传递速率提供了理论依据.此外,根据费米黄金定则,建立了离子偶极子-原子偶极子能量传递模型,推导了发光中心离子偶极子-表面分子原子偶极子能量传递速率,阐明了发光中心激发态能量耗散机制,提出了增强发光中心发射效率的有效措施.这些应用举例能让学生更深入地理解费米黄金定则的物理意义.