中南大學大物課件光的量子性與激光g

物體在任何溫度下都向外輻射電磁波熱輻射14-1黑體輻射普朗克能量子假設平衡熱輻射物體具有穩(wěn)定溫度發(fā)射電磁輻射能量吸收電磁輻射能量相等一、黑體、黑體輻射當前1頁，總共103頁。如果一個物體能全部吸收投射在它上面的輻射而無反射，這種物體稱為黑體。黑體模型黑體實例?如遠處不點燈的建筑物若室內點燈當前2頁，總共103頁。單位時間物體單位表面積發(fā)射的各種波長的總輻射能單色輻出度單位時間內,從物體表面單位面積上發(fā)出的，波長在λ附近單位波長間隔內的輻射能.輻射出射度(輻出度)當前3頁，總共103頁。絕對黑體的單色輻出度按波長分布曲線0123456λ(nm)1100K當前4頁，總共103頁。絕對黑體的單色輻出度按波長分布曲線0123456λ(nm)1300K1100K當前5頁，總共103頁。絕對黑體的單色輻出度按波長分布曲線0123456λ(nm)1500K1300K1100K當前6頁，總共103頁。絕對黑體的單色輻出度按波長分布曲線0123456λ(nm)1700K1500K1300K1100K當前7頁，總共103頁。由實驗及理論都可以得到斯忒藩—玻爾茲曼定律二、斯忒藩（Stefan)——玻爾茲曼定律維恩（Wien)位移定律每條曲線下的面積等于絕對黑體在一定溫度下的輻射出射度斯忒藩常數(shù)1、斯忒藩（Stefan)——玻爾茲曼定律當前8頁，總共103頁。維恩位移定律:維恩位移定律指出：當絕對黑體的溫度升高時，單色輻出度最大值向短波方向移動。2、維恩（Wien)位移定律最大值所對應的波長為峰值波長λ當前9頁，總共103頁。例假設太陽表面的特性和黑體等效，測得太陽表面單色輻出度的最大值所對應的波長為465nm。試估計太陽表面的溫度和單位面積上的輻射功率解：當前10頁，總共103頁。三

、普朗克的量子假說普郎克公式瑞利(Rayleigh)--金斯(Jeans)經(jīng)驗公式維恩(Wien)經(jīng)驗公式問題：如何從理論上找到符合實驗的函數(shù)式？1.經(jīng)典理論的困難當前11頁，總共103頁。oλ(nm)123568947實驗值當前12頁，總共103頁。oλ(nm)123568947實驗值維恩當前13頁，總共103頁。oλ(nm)123568947實驗值瑞利--金斯紫外災難當前14頁，總共103頁。oλ(nm)123568947實驗值維恩瑞利--金斯紫外災難當前15頁，總共103頁。

2.普朗克量子假說能量子假說(1)組成黑體壁的分子、原子可看作是帶電的線性諧振子，可以吸收和輻射電磁波。(2)這些諧振子只能處于某種特殊的能量狀態(tài)，它的能量取值只能為某一最小能量（稱為能量子）的整數(shù)倍，即：

對于頻率為的諧振子最小能量為h

稱為普朗克常數(shù)，正整數(shù)n稱為量子數(shù)。（n為正整數(shù)）問題：如何從理論上找到符合實驗的函數(shù)式？當前16頁，總共103頁。注意：普朗克這一思想是完全背離經(jīng)典物理，并受到當時許多人的懷疑和反對，包括當時的物理學泰斗---洛侖茲。乃至當時普朗克自已也想以某種方式來消除這一關系式。它寫道：“我試圖將h納入經(jīng)典理論的范圍，但一切這樣的嘗試都失敗了，這個量非常頑固后來他又說：“在好幾年內我花費了很大的勞動，徒勞地去嘗試如何將作用量子引入到經(jīng)典理論中去。我的一些同事把這看成是悲劇。但我有自已的看法，因為我從這種深入剖析中獲得了極大的好處，起初我只是傾向于認為，而現(xiàn)在是確切地知道作用量子將在物理中發(fā)揮出巨大作用”。事實上正是這一理論導致了量子力學的誕生，普朗克也成為了量子力學的開山鼻祖，1918年因此而獲得諾貝爾獎。當前17頁，總共103頁。振子在輻射或吸收能量時，從一個狀態(tài)躍遷到另一個狀態(tài)。在能量子假說基礎上，普朗克得到了黑體輻射公式：這一公式稱為普朗克公式,它和實驗符合得很好。c

——光速k——玻爾茲曼恒量e

——自然對數(shù)的底當前18頁，總共103頁。oλ(nm)123568947普朗克實驗值當前19頁，總共103頁。M.V.普朗克研究輻射的量子理論，發(fā)現(xiàn)基本量子，提出能量量子化的假設1918諾貝爾物理學獎當前20頁，總共103頁。例：一頻率為=0.5HZ，振輻為A=10cm，勁度系數(shù)為K=3.0N/m的諧振子：X求：量子數(shù)n;若n改變一個單位，系統(tǒng)能量改變的百分比若能量變化，一次減少一個能量子，一個能量子能量：不連續(xù)變化的比率：當前21頁，總共103頁。若每相差一能量子畫一直線E宏觀看是連續(xù)的由此可見可以把經(jīng)典物理看成是量子物理在量子數(shù)很大時的特殊情況（只有n很小時，能量的不連續(xù)才顯得很明顯）對應原理：量子論對一個系統(tǒng)的描述，當量子數(shù)非常大時，即與經(jīng)典物理的描述一致。（1929年波爾提出）事實上，第一個認識到普朗克假說的偉大意義的是愛因斯坦。當前22頁，總共103頁。當前23頁，總共103頁。Is飽和電流光強較強IUaOU光強較弱遏止電壓光電效應伏安特性曲線光電效應實驗裝置OOOOOOVGAKBOOm14-2

光電效應光的波粒二象性一、光電效應的實驗規(guī)律當前24頁，總共103頁。

2.光電子初動能和入射光頻率的關系

1.光電流與入射光光強的關系

結論:單位時間內電極上逸出的光電子數(shù)和入射光光強成正比.

實驗指出：飽和光電流和入射光光強成正比。當反向電壓加至時光電流為零，稱為遏止電壓。遏止電壓的存在說明光電子具有初動能，且：當前25頁，總共103頁。和金屬有關的恒量Uo和金屬無關的普適恒量k實驗指出：遏止電壓和入射光頻率有線性關系，即：oUaννo遏止電壓與入射光頻率的實驗曲線當前26頁，總共103頁。結論：光電子初動能和入射光頻率成正比，與入射光光強無關。3、存在截止頻率（紅限）對于給定的金屬，當照射光頻率小于某一數(shù)值（稱為紅限）時，無論照射光多強都不會產(chǎn)生光電效應。當前27頁，總共103頁。結論：光電效應的產(chǎn)生幾乎無需時間的累積因為初動能大于零，因而產(chǎn)生光電效應的條件是：稱為紅限（截止頻率）4.光電效應瞬時響應性質實驗發(fā)現(xiàn)，無論光強如何微弱，從光照射到光電子出現(xiàn)只需要的時間。當前28頁，總共103頁。

1.按經(jīng)典理論光電子的初動能應決定于入射光的光強，而不決定于光的頻率。經(jīng)典電磁波理論的缺陷3.無法解釋光電效應的產(chǎn)生幾乎無須時間的積累。2.無法解釋紅限的存在。當前29頁，總共103頁。二、光量子（光子）

愛因斯坦方程——愛因斯坦光電效應方程

愛因斯坦光子假說：一束光是以光速C運動的粒子（稱為光子）流，光子的能量為：一部分轉化為光電子的動能，即：金屬中的自由電子吸收一個光子能量以后，一部分用于電子從金屬表面逸出所需的逸出功W，當前30頁，總共103頁。3.從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關系。

愛因斯坦對光電效應的解釋：2.電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出，所以無須時間的累積。1.光強大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。4.從光電效應方程中，當初動能為零時，可得到紅限頻率：當前31頁，總共103頁。幾種金屬的紅限及逸出功鈀Pd金Au汞Hg鈦Ti銫Cs12.111.610.99.924802580275030365201.94.14.54.85.0金屬紅限逸出功(Hz)(A)λνc04.8=ν0（eV)+10140當前32頁，總共103頁。因為：由于光子速度恒為c，所以光子的“靜止質量”為零.光子質量:光子的動量：光子能量:三、光的波粒二象性當前33頁，總共103頁。光子的能量質量，動量是表示粒子特性的物理量，而波長，頻率則是表示波動性的物理量，這就表示光子不僅具有波動性，同時也具有粒子性，即具有波粒二象性。當前34頁，總共103頁。A.愛因斯坦對現(xiàn)物理方面的貢獻，特別是闡明光電效應的定律1921諾貝爾物理學獎當前35頁，總共103頁。在鋁中移出一個電子需要4.2eV的能量，波長為200nm的光射到其表面，求：1、光電子的最大動能2、遏制電壓3、鋁的截止波長解：當前36頁，總共103頁。例根據(jù)圖示確定以下各量1、鈉的紅限頻率2、普朗克常數(shù)3、鈉的溢出功解：由愛因斯坦方程其中遏制電壓與入射光頻關系鈉的遏制電壓與入射光頻關系當前37頁，總共103頁。從圖中得出從圖中得出鈉的遏制電壓與入射光頻關系當前38頁，總共103頁。普朗克常數(shù)鈉的溢出功鈉的遏制電壓與入射光頻關系當前39頁，總共103頁?？灯疹D效應當前40頁，總共103頁?？灯疹D效應是說明光的粒子性的另一個重要的實驗。1922-1933年間康普頓（）觀察X射線通過物質散射時，發(fā)現(xiàn)散射的波長發(fā)生變化的現(xiàn)象。1927諾貝爾物理學獎當前41頁，總共103頁?？灯疹D實驗裝置示意圖X射線管X射線譜儀光闌石墨體（散射物）φ晶體調節(jié)A對R的方位，可使不同方向的散射線進入光譜儀。當前42頁，總共103頁?？灯疹D實驗指出改變波長的散射康普頓散射康普頓效應(2)當散射角增加時，波長改變也隨著增加.(1)散射光中除了和入射光波長相同的射線之外，還出現(xiàn)一種波長大于的新的射線。(3)在同一散射角下，所有散射物質的波長改變都相同。當前43頁，總共103頁。石墨的康普頓效應.................φ=0O(a)(b)(c)(d)o相對強度（A）0.7000.750λ波長當前44頁，總共103頁。石墨的康普頓效應...................................φ=0φ=45OO(a)(b)(c)(d)相對強度（A）0.7000.750λ波長當前45頁，總共103頁。石墨的康普頓效應.........................................................φ=0φ=45φ=90OOO(a)(b)(c)(d)相對強度（A）0.7000.750λ波長當前46頁，總共103頁。石墨的康普頓效應........................................................................................φ=0φ=45φ=90φ=135OOOO(a)(b)(c)(d)o相對強度（A）0.7000.750λ波長當前47頁，總共103頁。經(jīng)典電磁理論在解釋康普頓效應時遇到的困難根據(jù)經(jīng)典電磁波理論，當電磁波通過散射物質時，物質中帶電粒子將作受迫振動，其頻率等于入射光頻率，所以它所發(fā)射的散射光頻率應等于入射光頻率。

無法解釋波長改變和散射角的關系。當前48頁，總共103頁。光子理論對康普頓效應的解釋光子理論認為康普頓效應是高能光子和低能自由電子作彈性碰撞的結果，具體解釋如下：若光子和散射物外層電子（相當于自由電子）相碰撞，光子有一部分能量傳給電子,散射光子的能量減少，因此波長變長，頻率變低。當前49頁，總共103頁。若光子和被原子核束縛很緊的內層電子相碰撞時，就相當于和整個原子相碰撞，由于光子質量遠小于原子質量，碰撞過程中光子傳遞給原子的能量很少，碰撞前后光子能量幾乎不變，故在散射光中仍然保留有波長0的成分。因為碰撞中交換的能量和碰撞的角度有關，所以波長改變和散射角有關。當前50頁，總共103頁?？灯疹D效應的定量分析YXYX（1）碰撞前（2）碰撞后（3）動量守恒光子在自由電子上的散射Xθ當前51頁，總共103頁。由能量守恒:由動量守恒:Xθ能量守恒:動量守恒:當前52頁，總共103頁。最后得到：康普頓散射公式此式說明：波長改變與散射物質無關，僅決定于散射角；波長改變隨散射角增大而增加。

由能量守恒:由動量守恒:當前53頁，總共103頁。電子的康普頓波長其值為?我國物理學家吳有訓在與康普頓共同研究中還發(fā)現(xiàn)：原子量小的物質康普頓散射較強，原子量大的物質康普頓散射較弱；當前54頁，總共103頁。14-4氫原子的玻爾理論當前55頁，總共103頁。引言：經(jīng)典物理中要將光看成是電磁波，而光與原子的相互作用中卻要將光看成一顆顆微粒---這兩種圖象很難想像能將它們統(tǒng)一起來。但是量子力學卻將它們統(tǒng)一了起來，并且大大地擴充了人們的眼界，量子力學的發(fā)展分為兩個階段。1、舊量子力學時代1913年物理學家玻爾（N·Bohr）根據(jù)盧瑟福（Rutherford）原子模型及氫原子光譜提出了氫原子理論，初步奠定了原子物理基礎。當前56頁，總共103頁。2、新量子力學時代

1924年德布羅意（DeBroglie）提出了波粒二象性，爾后由德國的薛定諤（Schr¨dInger）與海森伯（Heisenbeng）等建立了量子力學。o讓我們順著歷史的車輪，去領略一下量子力學的風光，欣賞近代物理學上的另一朵鮮花吧！量子物理起源于對原子物理的研究，人們從原子光譜中獲得原子內部信息。

1927年，量子力學開始應用于固體物理，并導致了半導體、激光、超導研究的發(fā)展，此后由此又導致了半導體集成電路、電子、通信、電子計算機的發(fā)展，使人類進入信息時代…..。當前57頁，總共103頁。HHHH6562.3?4861.3?4340.5?4101.7?1885年巴爾末（Balmer）找到了一個經(jīng)驗公式：B=3645.7?n=1、2、3...當n=3、4、5、6時可分別給出各譜線的波長如n=3：n=4：??…………...這些值與實驗結果吻合得很好一、氫原子光譜的規(guī)律性當前58頁，總共103頁。稱之為里德伯常數(shù)巴爾末又指出,如將上式中的“22”換成其它整數(shù)k的平方,還可得到其它譜線系.n=3,4,5,...巴爾末公式n>k=1,2,3,..廣義巴爾末公式當前59頁，總共103頁。（1）氫原子光譜是分立的線狀光譜，各條譜線具有確定的波長；（2）每一譜線的波數(shù)可用兩個光譜項之差表示；（3）前項保持定值，后項改變，就給出同一譜線系的各條譜線的波長。(4)改變前項,就給出不同的譜系。n>k=1,2,3,..結論:氫原子光譜規(guī)律如下：當前60頁，總共103頁。原子不再是物質組成的最小單位1910年密立根用油滴實驗精確地測定了電子的電荷。1897年，湯姆孫從實驗上確認了電子的存在。1898年居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙與鐳。1895年倫琴在暗室做陰極散射管中氣體放電的實驗時，發(fā)現(xiàn)了x射線。當前61頁，總共103頁。

1912年盧瑟福提出了原子核式結構：原子中的全部正電荷和極大部分質量都集中在原子中央一個很小的體積內，稱為原子核，原子中的電子在核的周圍繞核運動。1909年，蓋革和馬斯頓進行了一系列的粒子束被薄金箔散射的實驗。二、經(jīng)典原子模型的困難1.盧瑟福原子模型當前62頁，總共103頁。2.經(jīng)典理論的困難注意：經(jīng)典理論解釋不了H原子光譜按1911年盧瑟福提出的原子的行星模型--電子繞原子核（10-12m）高速旋轉對此經(jīng)典物理勢必得出如下結論：1）原子是”短命“的+電子繞核運動是加速運動必向外輻射能量，電子軌道半徑越來越小，直到掉到原子核與正電荷中和，這個過程時間<10-10秒，因此不可能有穩(wěn)定的原子存在。2）原子光譜是連續(xù)光譜因電磁波頻率r-3/2，半徑的連續(xù)變化，必導致產(chǎn)生連續(xù)光譜。當前63頁，總共103頁。1913年2月玻爾看到巴爾末公式時說：“我一看到巴爾末公式，整個問題對我來說就全都清楚了。”三、玻爾的氫原子理論然而事實不是這樣，如果找不到一種理論說明，巴爾末公式只不過是一種有趣的猜測游戲而已當前64頁，總共103頁。玻爾理論的基本假設(1)定態(tài)假設——原子系統(tǒng)只存在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，其電子只能在一些特殊的圓軌道中運動，在這些軌道中運動時不輻射電磁波。這些狀態(tài)稱為定態(tài)，相應的能量取不連續(xù)的量值E1、E2、E3...。當前65頁，總共103頁。(2）躍遷假設只有當原子從一個較大的能量En的穩(wěn)定狀態(tài)躍遷到另一較低能量Ek的穩(wěn)定狀態(tài)時，才發(fā)射單色光，其頻率：反之，當原子在較低能量Ek的穩(wěn)定狀態(tài)時，吸收了一個頻率為nk的光子能量就可躍遷到；較大能量E的穩(wěn)定狀態(tài)。(3)軌道角動量量子化假設電子作圓軌道運動時，角動量只能取h/2的整數(shù)。其中n為正整數(shù)，稱為軌道量子數(shù)。當前66頁，總共103頁。1)電子軌道半徑的量子化由：（1）、（2）式聯(lián)立解之n=1、2、3、4…...結論：電子軌道是量子化的。+rnMmM>>m玻爾氫原子理論當前67頁，總共103頁。n=2、3、4…...注意：n=1的軌道r1稱為玻爾半徑。量子數(shù)為n的軌道半徑玻爾氫原子理論1)電子軌道半徑的量子化當前68頁，總共103頁。n=1、2、3、4…2)定態(tài)能量是量子化的原子處在量子數(shù)為n的狀態(tài)，其能量：由（1）式：（6）代入（5）式將r代入：當前69頁，總共103頁。n=2、3、4…結論：能量是量子化的。注意：這種不連續(xù)的能量稱為能級n=1n>1的各定態(tài)稱為受激態(tài)。當n

=1時為氫原子的最低能級，稱為基態(tài)能級。當前70頁，總共103頁。-13.6-3.39-1.51-0.850481n=2n=3n=氫原子能級圖基態(tài)激發(fā)態(tài)電離態(tài)當時，，稱為電離態(tài)氫原子從基態(tài)變成電離態(tài)所需的氫原子的電離能為：當n=1時，稱為基態(tài)當前71頁，總共103頁。3）導出里德伯常數(shù)將En代入頻率條件與里德伯公式對照：計算值：里德伯常數(shù)實驗值：當前72頁，總共103頁。例：計算H原子中電子從量子數(shù)n的狀態(tài)躍進遷到k=n-1的狀態(tài)時發(fā)射擊光子的頻率，證明當n足夠大時，這個頻率就是電子在量子數(shù)為n的軌道上旋轉的頻率（經(jīng)典理論頻率）解：當n很大時：當前73頁，總共103頁。當n很大時：依經(jīng)典物理，電子在n軌道上旋轉的頻率（發(fā)射光的頻率）為這實質上是對應原理的必然結果+rnMmM>>m當前74頁，總共103頁。玻爾理論的成功與局限成功：解釋了H光譜，爾后有人推廣到類H原子（）也獲得成功（只要將電量換成Ze（Z為原序數(shù)）。他的定態(tài)躍遷的思想至今仍是正確的。并且它是導致新理論的跳板。1922年獲諾貝爾獎。局限：只能解釋H及類H原子，也解釋不了原子的精細結構。原因：它是半經(jīng)典半量子理論的產(chǎn)物。還應用了經(jīng)典物理的軌道和坐標的概念.當前75頁，總共103頁。

1.把電子看作是一經(jīng)典粒子，推導中應用了牛頓定律，使用了軌道的概念，所以玻爾理論不是徹底的量子論。

2.角動量量子化的假設以及電子在穩(wěn)定軌道上運動時不輻射電磁波的是十分生硬的。

3.不能預言光譜線的強度。當前76頁，總共103頁。它是盧瑟福的學生，在其影響下具有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，勤奮好學，平易近人，后來很多的科學家都有紛紛來到他身邊工作。當有人問他，為什么能吸引那么多科學家來到他身邊工作時，他回答說：“因為我不怕在青年面前暴露自已的愚蠢”。這種坦率和實事求是的態(tài)度是使當時他領導的哥本哈根理論研究所永遠充滿活力，興旺發(fā)達的原因。愛因斯坦評價說：“作為一個科學的思想家玻爾具有那么驚人的吸引力；在于他具有大膽和謙遜兩種品德難得的結合”玻爾其人：當前77頁，總共103頁。n氫原子光譜中的不同譜線αβγδ6562.794861.334340.474101.741215.681025.83972.5418.7540.50賴曼系巴爾末系帕邢系布喇開系-13.6-3.39-1.51-0.850EeV12348連續(xù)區(qū)n=n=n=當前78頁，總共103頁。例17-5試計算氫原子中巴耳末系的最短波長和最長波長各是多少？解：根據(jù)巴耳末系的波長公式，其最長波長應是n=3n=2躍遷的光子，即最短波長應是n=n=2躍遷的光子，即當前79頁，總共103頁。例17-6（1）將一個氫原子從基態(tài)激發(fā)到n=4的激發(fā)態(tài)需要多少能量？（2）處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子可發(fā)出多少條譜線？其中多少條可見光譜線，其光波波長各多少？解：（1）使一個氫原子從基態(tài)激發(fā)到n=4激發(fā)態(tài)需提供能量為（2）在某一瞬時，一個氫原子只能發(fā)射與某一譜線相應的一定頻率的一個光子，在一段時間內可以發(fā)出的譜線躍遷如圖所示，共有6條譜線。當前80頁，總共103頁。由圖可知，可見光的譜線為n=4和n=3躍遷到n=2的兩條，輻射出光子相應的波數(shù)和波長為：當前81頁，總共103頁。14-5光的自發(fā)輻射受激輻射、光放大一、原子的自發(fā)幅射光與原子體系相互作用，同時存在吸收、自發(fā)輻射和受激輻射三種過程。在沒有任何外界作用下，激發(fā)態(tài)原子自發(fā)地從高能級E2向低能級E1躍遷，同時輻射出一光子。滿足條件：h=E2-E1隨機過程，用概率描述當前82頁，總共103頁。n2——t時刻處于能級E2上的原子數(shù)密度——單位時間內從高能級E2自發(fā)躍遷到低能級E1的原子數(shù)密度A21——自發(fā)輻射概率（自發(fā)躍遷率）：表示一個原子在單位時間內從E2自發(fā)輻射到E1的概率自發(fā)輻射過程中各個原子輻射出的光子的相位、偏振狀態(tài)、傳播方向等彼此獨立，因而自發(fā)輻射的光是非相干光。當前83頁，總共103頁。1）受激吸收（共振吸收,光的吸收）處在低能級E1的原子受到能量等于h=E2-E1的光子的照射時，吸收這一光子躍遷到高能級E2的過程。E2E1h

n1

——t時刻處于能級E1上的原子密度為——單位時間內由于吸收光子從低能級E1躍遷到高能級E2的原子數(shù)密度二、受激輻射和受激吸收當前84頁，總共103頁。入射光強比例系數(shù)受激吸收系數(shù)受激吸收躍遷概率當前85頁，總共103頁。2）受激輻射處在高能級E2的原子，受到能量為h=E2-E1的外來光子的激勵，由高能級E2受激躍遷到低能級E1，同時輻射出一個與激勵光子全同(即頻率、相位、偏振狀態(tài)、傳播方向等均同)的光子。E2E1hE2E1hh(a)受激輻射(b)受激輻射的光放大當前86頁，總共103頁。激勵光強比例系數(shù)受激輻射系數(shù)（由原子本身性質決定）受激輻射躍遷概率——單位時間內從高能級E2受激躍遷到低能級E1的原子數(shù)密度W21——表示一個原子在單位時間內從E2受激輻射躍遷到E1的概率當前87頁，總共103頁。14-6激光原理自從美國人梅曼制造出第一臺激光器以后，到今天人們對激光并不陌生，如激光開刀，可自動止血；全息激光照片可以假亂真；還有激光照排、激光美容等….。激光首先是應用在軍事上?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭離不開激光。引言：LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation激光Laser——受激輻射光放大當前88頁，總共103頁。粒子數(shù)反轉分布激光是受激幅射的光，但還存在自發(fā)幅射和吸收，要使受激輻射超過吸收和自發(fā)輻射才能實現(xiàn)光放大根據(jù)玻爾茲曼能量分布律熱動平衡下，N2N1，即處于高能級的原子數(shù)大大少于低能級的原子數(shù)——粒子數(shù)的正常分布受激輻射占支配地位粒子數(shù)反轉高能級上的粒子數(shù)超過低能級上的粒子數(shù)當前89頁，總共103頁。粒子數(shù)正常分布是：為了有效地產(chǎn)生激光，要改變這種分布，形成粒子數(shù)反轉的狀態(tài)。E1E2E3E4能量N1N2粒子數(shù)反轉狀態(tài)