Световые кванты. Спонтанное и вынужденное излучения

Одна из центральных проблем современной оптики — изучение процессов, происходящих в возбужденных атомах и молекулах, т. е. процессов, происходящих после акта поглощения света. Такие процессы можно разбить на две группы оптические и неоптические. К числу оптических процессов относятся спонтанные (самопроизвольные) и вынужденные переходы возбужденных частиц на более низкие уровни энергии, сопровождающиеся испусканием световых квантов. Спонтанное испускание универсально, неизбежно осуществляется для всех возбужденных систем. Вероятности спонтанных переходов в разных случаях различны. На рис. 4 спонтанное испускание света изображено жирной стрелкой, направленной вниз. Процесс сопровождается свечением вещества — люминесценцией. Люминесценция изотропных веществ направлена обычно во все стороны, отдельные кванты света независимы друг от друга, обладают случайной фазой. Такое излучение принято называть некогерентным. [c.9]

Остановимся на работах известного советского физика В. А. Фабриканта, впервые экспериментально обнаружившего усиление светового излучения. Схема его эксперимента показана на рис. 30. Пропуская кванты света с фиксированной частотой V через возбужденную систему, схема уровней и которой позволила получать ту же частоту, т. е. Е — Е = Лv, он впервые наблюдал усиление светового потока. Действительно, при возбуждении системы часть составляющих ее частиц перейдет с уровня / на уровень 2.Если источник света ИС отсутствует, то наблюдалось бы только спонтанное излучение системы, которое было бы направлено равномерно во все стороны. Если же через возбужденную систему проходит излучение с той же частотой V, то, как это следует из уравнения, приведенного на с. 60, возникает вынужденное излучение и (у) (11, зависящее от мощности источника и (т) и направленное в ту ж е сторону,что и излучение, вызвавшее его. При этом речь идет только об усилении. [c.61]

К представлениям о световых квантах привели два направления исследований. Первое связано с проблемой теплового излучения, второе — с атомными спектрами. Первоначально эти направления развивались независимо друг от друга. Так было до 1916 г., когда появились фундаментальные работы Эйнштейна Испускание и поглощение излучения по квантовой теории и К квантовой теории излучения . В первой работе, опираясь на теорию Бора, Эйнштейн рассмотрел задачу о взаимодействии равновесного излучения с равновесной системой испускаюш,их и поглош,ающих атомов. Он показал, что для получения формулы Планка надо наряду с поглош,ением и спонтанным испусканием рассмотреть дополнительный процесс испускания, который может быть назван индуцированным (вынужденным). Во второй работе обоснована необходимость учитывать изменение импульса атома при испускании или иоглощении им светового кванта здесь же сделан вывод, что импульс светового кванта равен /ioj/с. [c.68]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...