自發(fā)輻射受激輻射與受激吸收(編輯修改稿)
2025-05-27 08:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 時，我們就稱它產(chǎn)生了躍遷。 吸收躍遷： 凡是吸收能量后從低能級到高能級的躍遷； 輻射躍遷： 釋放能量后從高能級到低能級的躍遷。 特點： 躍遷時所吸收或釋放的能量必須等于發(fā)生躍遷的兩個能級之間的能級差。 如果吸收或輻射的能量都是光能的話，此關系式表示為： 21E E h v??（ 136） E2與 E1分別是兩個能級的能量。 hν 是吸收或釋放的光子的能量。 愛因斯坦從輻射與原子相互作用的量子論出發(fā)提出，躍遷的形式包括： ?自發(fā)輻射躍遷 ?受激輻射躍遷 ?受激吸收躍遷 在激光器的發(fā)光過程中，始終伴隨著這三個躍遷過程。 （一）自發(fā)輻射 定義： 處于高能級 E2的原子自發(fā)祥低能級 E1躍遷，并發(fā)射一個頻率等于 ν =（ E2E1） /h的光子的過程稱為自發(fā)輻射躍遷。 用自發(fā)躍遷幾率 A21來描述： 定義：發(fā)光材料在單位時間內(nèi)，從高能級上產(chǎn)生自發(fā)輻射的發(fā)光粒子數(shù)密度與高能級粒子數(shù)密度的比值。 公式為： 212121spdnAdt n???????（ 137） dn21—— dt時間內(nèi)自發(fā)輻射粒子數(shù)密度； n2—— E2能級總粒子數(shù)密度。 下標 sp表示自發(fā)輻射躍遷。 自發(fā)輻射躍遷的過程是一種只與原子本身的性質(zhì)有關，而與輻射場 u(ν )無關的自發(fā)過程。 A21的大小與原子處在E2能級上的平均壽命 τ 2有關，由微分方程： 2 2121 2() ( ) ( )spdn t dn A n tdt dt? ? ? ?解此微分方程，可得到 n2(t)隨時間變化規(guī)律為： 2122( ) ( 0 ) Atn t n e ??N2(0)—— 計時起點 t=0時粒子數(shù)密度 E2能級的平均壽命 τ 2： t=0時的 n2(0)衰減到它的 1/e時所用的時間。
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