二十世紀(jì)近代物理的兩個基石-資料下載頁
2025-05-19 19:43本頁面
【導(dǎo)讀】附近單位波長間隔內(nèi)的電磁波的能量。被物體吸收的能量與入射總能量之比。不同材料、不同表面，其M?但在相同溫度下，M?和太陽表面溫度的關(guān)系。，峰低，峰值右移。電磁波頻率與帶電粒子振動頻率相同；若將地球視作半徑為ｒ的圓盤，與太陽相距ｄ，例題5．試由普朗克公式的波長表式M0?
【正文】 M ≈20xx m ，應(yīng)該考慮核的運(yùn)動。 （四）能級圖 ??????123456巴耳末系 帕邢系 布喇開系 普芳德系 賴曼系 （五）上述理論的局限性 （ 1） 僅限于材料氫和類氫原子 （ 2） 不能求出光譜線的強(qiáng)度 經(jīng)典力學(xué)應(yīng)用于微觀粒子？ 一、原子在能級上的分布 167。 217 光自發(fā)發(fā)射和受激發(fā)射 光放大 正常條件下（即常溫、無激發(fā)等）工作物質(zhì)中的原子在各能級上分布時服從玻爾茲曼能量分布定律，即在溫度為 T 的平衡態(tài)時，原子處于能級 的數(shù)目 為 iE iNkTEiiCeN ?? 原子能級—iE的數(shù)目之比為和原子處于能級 21 EE? ? kTEEeNN1212 ???二、自發(fā)發(fā)射 受激吸收和受激發(fā)射 (1)自發(fā)發(fā)射 光子的頻率為 hEE 12 ??? 普通光源 （白熾燈、日光燈、高壓水銀燈）的發(fā)光過程為 自發(fā)輻射 。各原子自發(fā)輻射發(fā)出的光彼此獨(dú)立，頻率、振動方向、相位不一定相同 —— 為 非相干光 。 (2)受激吸收 hEE 12 ??? 當(dāng)外來光子的頻率滿足 時，使原子中處于高能級的電子在外來光子的激發(fā)下向低能級躍遷而發(fā)光。 12 EEh ???(3)受激發(fā)射 特點(diǎn)： 受激輻射產(chǎn)生的光子與外來光子具有相同的特征：它們的頻率、相位、振動方向均相同。 相干光 （激光） 二、光放大 三、粒子數(shù)的正常分布和反轉(zhuǎn)分布 2E1E 粒子數(shù)正常分布： 受激吸收占優(yōu)勢，發(fā)生其他兩種過程的幾率很小。 —粒子數(shù)正常分布—時，當(dāng) 2112 NNEE ??? ?12 NN ?實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)167。 218 激光器原理 (1) 要有適當(dāng)?shù)募す夤ぷ魑镔|(zhì) (2) 要有外界激勵源 (3) 要有激光諧振腔 激光產(chǎn)生的基本條件 電激勵 化學(xué)激勵 熱激勵 光激勵 一、如何實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn) （ 1）激勵（泵浦）： 從外界輸入能量 (如光照、放電等 )。 （ 2）選取能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的工作物質(zhì)： 一般情況：大量原子處于基態(tài)，而處激發(fā)態(tài)的時間很短，約為 ，不穩(wěn)定。 ? ?s810 ?二能級系統(tǒng)： 只有二個能級的系統(tǒng) 不可能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。 21 ΝΝ ?? 亞穩(wěn)態(tài)： 不如基態(tài)穩(wěn)定，但比激發(fā)態(tài)要穩(wěn)定得多，如 232 COONdNeHe ，? 具有亞穩(wěn)態(tài)的工作物質(zhì)，就能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。 當(dāng)泵浦光足夠強(qiáng)時，有可能使 , 在能級 E3 與 E2 間實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。 2ΝΝ ??3三能級系統(tǒng) ? E3 是 亞穩(wěn)態(tài)能級 ? 弛豫時間長達(dá) 104s 以上。 當(dāng)泵浦光足夠強(qiáng)時，有可能使 , 在能級 E3 與 E2 間實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。 E 3 E 1 2 E N 2 1 N 3 N E 0 N E 3 E 1 2 E N 2 1 N 3 N E 0 N 三能級系統(tǒng)： 亞穩(wěn)態(tài)能級 2ΝΝ ??3也有可能在 E2 和 E1 能級間實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。 E 3 E 1 2 E N 2 1 N 3 N E 0 N N E E 3 E 1 2 E N 2 1 N 3 N 0 三能級系統(tǒng)： 12 ΝΝ ??亞穩(wěn)態(tài)能級 例： 紅寶石：在人工制造的剛玉 （ ）中，摻入少量的鉻離子（ ）而構(gòu)成晶體。起發(fā)光作用的是鉻離子。 32OAl?3Cr紅寶石中鉻離子能級圖 3E1E2E激發(fā)態(tài) 亞穩(wěn)態(tài) 基態(tài) 產(chǎn)生激光 比三能級系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。 四能級系統(tǒng) 23 ΝΝ ??氦氖氣體激光器是四能級系統(tǒng) 氦氖氣體激光器 s 2 s 1 Ne s 3 S 1 2 S 3 2 He p 2 p 3 撞 電子碰撞激發(fā) 電 子 碰 激 發(fā) 管壁效應(yīng) 自發(fā)輻射 氦氖氣體激光器 氖原子 在 間 實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布 s3 p2共振轉(zhuǎn)移 氦氖氣體激光器簡化能級 要獲得具有一定壽命和強(qiáng)度的激光，必須加光學(xué)諧振腔。 二、光學(xué)諧振腔 激光的形成 （ 1）強(qiáng)度集中： 光振蕩： 穩(wěn)定光振蕩 —— 光的放大與損耗達(dá)到動態(tài)平衡時，輸出激光。 （ 2）方向性好： 方向： 不沿諧振腔軸線的光，將從腔內(nèi)逸出。 （ 3）單色性好 選頻作用： 以反射鏡為節(jié)點(diǎn)形成駐波，由駐波條件，加強(qiáng)光必須滿足： 所以諧振腔起了選頻作用，激光頻寬越窄，單色性越好。不滿足上述條件，將被淘汰。 ?，， 212?? kkl?幾種常見類型的激光器 光學(xué)諧振腔 利用晶體的天然解理面作為諧振腔的兩面反射鏡 P N 結(jié) P 型 N 型 L 反射鏡 反射鏡 半導(dǎo)體激光器示意 赫伯特 克勒默 若爾斯 阿爾費(fèi)羅夫 杰克 S基爾比 20xx年諾貝爾物理學(xué)獎授于在研制半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)，和發(fā)明集成電路中作出基礎(chǔ)性工作的三位科學(xué)家，表彰他們在信息和通信技術(shù)方面作出的杰出貢獻(xiàn)。 半導(dǎo)體激光器發(fā)明人獲 諾貝爾物理學(xué)獎 自由電子激光器的工作物質(zhì)是自由電子，利用自由電子與電磁波相互作用產(chǎn)生受激輻射。 激光器由三部分組成： ? 電子加速器 ? 扭擺磁場 N、 S交替排列 ? 光學(xué)諧振腔 S N 加速運(yùn)動的電子發(fā)射電磁波，該輻射場與電子束相互作用，滿足一定條件時，輻射得到相干疊加，使光得到放大。 作業(yè)： , , 作業(yè)： ， ， 作業(yè)： ，
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