二十世紀近代物理的兩個基石-資料下載頁
2025-05-19 19:43本頁面
【導讀】附近單位波長間隔內的電磁波的能量。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 ，應該考慮核的運動。 （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度 經典力學應用于微觀粒子？ 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 的數目 為 iE iNkTEiiCeN ?? 原子能級—iE的數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： 受激輻射產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、粒子數的正常分布和反轉分布 2E1E 粒子數正常分布： 受激吸收占優(yōu)勢，發(fā)生其他兩種過程的幾率很小。 —粒子數正常分布—時，當 2112 NNEE ??? ?12 NN ?實現粒子數反轉167。 218 激光器原理 (1) 要有適當的激光工作物質 (2) 要有外界激勵源 (3) 要有激光諧振腔 激光產生的基本條件 電激勵 化學激勵 熱激勵 光激勵 一、如何實現粒子數反轉 （ 1）激勵（泵浦）： 從外界輸入能量 (如光照、放電等 )。 （ 2）選取能實現粒子數反轉的工作物質： 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： 只有二個能級的系統 不可能實現粒子數反轉分布。 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，就能實現粒子數反轉。 當泵浦光足夠強時，有可能使 , 在能級 E3 與 E2 間實現粒子數反轉。 2ΝΝ ??3三能級系統 ? E3 是 亞穩(wěn)態(tài)能級 ? 弛豫時間長達 104s 以上。 當泵浦光足夠強時，有可能使 , 在能級 E3 與 E2 間實現粒子數反轉。 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： 亞穩(wěn)態(tài)能級 2ΝΝ ??3也有可能在 E2 和 E1 能級間實現粒子數反轉。 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： 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) 產生激光 比三能級系統容易實現粒子數反轉分布。 四能級系統 23 ΝΝ ??氦氖氣體激光器是四能級系統 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 自發(fā)輻射 氦氖氣體激光器 氖原子 在 間 實現粒子數反轉分布 s3 p2共振轉移 氦氖氣體激光器簡化能級 要獲得具有一定壽命和強度的激光，必須加光學諧振腔。 二、光學諧振腔 激光的形成 （ 1）強度集中： 光振蕩： 穩(wěn)定光振蕩 —— 光的放大與損耗達到動態(tài)平衡時，輸出激光。 （ 2）方向性好： 方向： 不沿諧振腔軸線的光，將從腔內逸出。 （ 3）單色性好 選頻作用： 以反射鏡為節(jié)點形成駐波，由駐波條件，加強光必須滿足： 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 P 型 N 型 L 反射鏡 反射鏡 半導體激光器示意 赫伯特 克勒默 若爾斯 阿爾費羅夫 杰克 S基爾比 20xx年諾貝爾物理學獎授于在研制半導體異質結構，和發(fā)明集成電路中作出基礎性工作的三位科學家，表彰他們在信息和通信技術方面作出的杰出貢獻。 半導體激光器發(fā)明人獲 諾貝爾物理學獎 自由電子激光器的工作物質是自由電子，利用自由電子與電磁波相互作用產生受激輻射。 激光器由三部分組成： ? 電子加速器 ? 扭擺磁場 N、 S交替排列 ? 光學諧振腔 S N 加速運動的電子發(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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