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,光的受激辐射概念的产生,普朗克1900年，辐射量子化假设；,波尔1913年，Borr提出量子化原子模型；,爱因斯坦1917年，提出受激辐射概念。,1.2受激辐射、受激吸收与自发辐射,爱因斯坦1905年，光电效应；,波尔原子模型,3,定态的轨道如何确定？,原子中的电子具有确定的分立轨道.“确定”:经典；”分立”:量子。,波尔原子模型,波尔原子模型,跃迁：原子从某一能级吸收或释放能量，变成另一能级。,波尔原子模型,1.2.1受激辐射、受激吸收与自发辐射,爱因斯坦发现，若只有自发辐射和吸收跃迁，黑体和辐射场之间不可能达到热平衡，要达到热平衡，还必须存在受激辐射。,1.自发辐射,发光后,单位时间从上能级跃迁到下能级的原子数目为:,自发辐射几率,普通光源（白炽灯、日光灯、高压水银灯）的发光过程为自发辐射。各原子自发辐射发出的光彼此独立，频率、振动方向、相位不一定相同为非相干光。,自发跃迁几率（自发跃迁爱因斯坦系数）：,只与原子本身性质有关，与辐射场无关,发光前,发光后,2.受激辐射,当外来光子的频率满足时，使原子中处于高能级的电子在外来光子的激发下向低能级跃迁而发光。,：受激辐射跃迁爱因斯坦系数,只与原子本身性质有关,与原子本身性质和辐射场能量密度有关,受激辐射跃迁几率,相干光源-激光,3.受激吸收,吸收前,吸收后,：受激吸收跃迁爱因斯坦系数,只与原子本身性质有关,与原子本身性质和辐射场能量密度有关,受激吸收跃迁几率,当光与原子相互作用时，总是同时存在这三种过程!,玻尔兹曼统计分布：,各能级上的原子数密度（集居数密度）,能级和的简并度，或称统计权重,1.2.2爱因斯坦三系数的相互关系,与Planck公式比较,1.其他条件相同时，受激辐射和受激吸收具有相同几率。,2.热平衡状态下，高能级上原子数少于低能级上原子数，故正常情况下，吸收比发射更频繁，其差额由自发辐射补偿。,受激辐射的相干性,自发辐射：相互独立、互不相关。,受激辐射：受激辐射产生的光子与引起受激辐射的外来光子具有相同的特征（频率、相位、振动方向及传播方向均相同）。,受激辐射光子与入射光子属同一光子态。,3.自发辐射的出现随而增大，故波长越短，自发辐射几率越大。,不相干,相干光,结果讨论,4.自发辐射和受激辐射具有相同的选择定则，自发辐射可以或不能发生，则受激辐射也可以或不能发生。,自发辐射、受激吸收、受激
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