工程光學郁道銀第二版課件演示文稿目前一頁\總數一百零二頁\編于二十二點優(yōu)選工程光學郁道銀第二版課件目前二頁\總數一百零二頁\編于二十二點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目前三頁\總數一百零二頁\編于二十二點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)目前四頁\總數一百零二頁\編于二十二點絕對黑體的單色輻出度按波長分布曲線0123456λ(nm)1100K目前五頁\總數一百零二頁\編于二十二點絕對黑體的單色輻出度按波長分布曲線0123456λ(nm)1300K1100K目前六頁\總數一百零二頁\編于二十二點絕對黑體的單色輻出度按波長分布曲線0123456λ(nm)1500K1300K1100K目前七頁\總數一百零二頁\編于二十二點絕對黑體的單色輻出度按波長分布曲線0123456λ(nm)1700K1500K1300K1100K目前八頁\總數一百零二頁\編于二十二點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1、斯忒藩（Stefan)——玻爾茲曼定律目前九頁\總數一百零二頁\編于二十二點維恩位移定律:

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目前十頁\總數一百零二頁\編于二十二點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：目前十一頁\總數一百零二頁\編于二十二點三

、普朗克的量子假說普朗克公式瑞利(Rayleigh)--金斯(Jeans)經驗公式維恩(Wien)經驗公式問題：如何從理論上找到符合實驗的函數式？1.經典理論的困難目前十二頁\總數一百零二頁\編于二十二點oλ(nm)123568947實驗值目前十三頁\總數一百零二頁\編于二十二點oλ(nm)123568947實驗值維恩目前十四頁\總數一百零二頁\編于二十二點oλ(nm)123568947實驗值瑞利--金斯紫外災難目前十五頁\總數一百零二頁\編于二十二點oλ(nm)123568947實驗值維恩瑞利--金斯紫外災難目前十六頁\總數一百零二頁\編于二十二點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）的整數倍，即：

對于頻率為的諧振子最小能量為h

稱為普朗克常數，正整數n稱為量子數。（n為正整數）問題：如何從理論上找到符合實驗的函數式？目前十七頁\總數一百零二頁\編于二十二點注意：普朗克這一思想是完全背離經典物理，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。目前十八頁\總數一百零二頁\編于二十二點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

——自然對數的底目前十九頁\總數一百零二頁\編于二十二點oλ(nm)123568947普朗克實驗值目前二十頁\總數一百零二頁\編于二十二點M.V.普朗克

研究輻射的量子理論，發(fā)現基本量子，提出能量量子化的假設1918諾貝爾物理學獎目前二十一頁\總數一百零二頁\編于二十二點例：一頻率為=0.5HZ，振輻為A=10cm，勁度系數為K=3.0N/m的諧振子：X求：量子數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：目前二十二頁\總數一百零二頁\編于二十二點若每相差一能量子畫一直線E宏觀看是連續(xù)的

由此可見可以把經典物理看成是量子物理在量子數很大時的特殊情況（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，當量子數非常大時，即與經典物理的描述一致。（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。目前二十三頁\總數一百零二頁\編于二十二點目前二十四頁\總數一百零二頁\編于二十二點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OOOOOOVGAKBOOm光電效應

光的波粒二象性

一、光電效應的實驗規(guī)律目前二十五頁\總數一百零二頁\編于二十二點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：目前二十六頁\總數一百零二頁\編于二十二點和金屬有關的恒量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目前二十七頁\總數一百零二頁\編于二十二點結論：光電子初動能和入射光頻率成線性關系，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值（稱為紅限）時，無論照射光多強都不會產生光電效應。目前二十八頁\總數一百零二頁\編于二十二點結論：光電效應的產生幾乎無需時間的累積因為初動能大于零，因而產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，無論光強如何微弱，從光照射到光電子出現只需要的時間。目前二十九頁\總數一百零二頁\編于二十二點1.按經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。經典電磁波理論的缺陷3.無法解釋光電效應的產生幾乎無須時間的積累。2.無法解釋紅限的存在。目前三十頁\總數一百零二頁\編于二十二點二、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，目前三十一頁\總數一百零二頁\編于二十二點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：目前三十二頁\總數一百零二頁\編于二十二點幾種金屬的紅限及逸出功鈀Pd金Au汞Hg鈦Ti銫Cs12.111.610.99.9248025802750303654.85.0金屬紅限逸出功(Hz)(A)λνc04.8=ν0（eV)+10140目前三十三頁\總數一百零二頁\編于二十二點因為：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、光的波粒二象性目前三十四頁\總數一百零二頁\編于二十二點

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。目前三十五頁\總數一百零二頁\編于二十二點A.愛因斯坦對現代物理方面的貢獻，特別是闡明光電效應的定律1921諾貝爾物理學獎目前三十六頁\總數一百零二頁\編于二十二點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、遏止電壓3、鋁的截止波長解：目前三十七頁\總數一百零二頁\編于二十二點例根據圖示確定以下各量1、鈉的紅限頻率2、普朗克常數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目前三十八頁\總數一百零二頁\編于二十二點從圖中得出從圖中得出鈉的遏制電壓與入射光頻關系目前三十九頁\總數一百零二頁\編于二十二點普朗克常數鈉的溢出功鈉的遏制電壓與入射光頻關系目前四十頁\總數一百零二頁\編于二十二點康普頓效應目前四十一頁\總數一百零二頁\編于二十二點

康普頓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（A.H.Compton）觀察X射線通過物質散射時，發(fā)現散射的波長發(fā)生變化的現象。1927諾貝爾物理學獎目前四十二頁\總數一百零二頁\編于二十二點康普頓實驗裝置示意圖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C的方位，可使不同方向的散射線進入光譜儀。目前四十三頁\總數一百零二頁\編于二十二點康普頓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。目前四十四頁\總數一百零二頁\編于二十二點石墨的康普頓效應.................φ=0O(a)(b)(c)(d)o相對強度（A）0.7000.750λ波長目前四十五頁\總數一百零二頁\編于二十二點石墨的康普頓效應...................................φ=0φ=45OO(a)(b)(c)(d)相對強度（A）0.7000.750λ波長目前四十六頁\總數一百零二頁\編于二十二點石墨的康普頓效應.........................................................φ=0φ=45φ=90OOO(a)(b)(c)(d)相對強度（A）0.7000.750λ波長目前四十七頁\總數一百零二頁\編于二十二點石墨的康普頓效應........................................................................................φ=0φ=45φ=90φ=135OOOO(a)(b)(c)(d)o相對強度（A）0.7000.750λ波長目前四十八頁\總數一百零二頁\編于二十二點經典電磁理論在解釋康普頓效應時遇到的困難根據經典電磁波理論，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。目前四十九頁\總數一百零二頁\編于二十二點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。目前五十頁\總數一百零二頁\編于二十二點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。目前五十一頁\總數一百零二頁\編于二十二點康普頓效應的定量分析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目前五十二頁\總數一百零二頁\編于二十二點由能量守恒:由動量守恒:Xθ能量守恒:動量守恒:目前五十三頁\總數一百零二頁\編于二十二點最后得到：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:目前五十四頁\總數一百零二頁\編于二十二點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：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；目前五十五頁\總數一百零二頁\編于二十二點17-4光子流目前五十六頁\總數一百零二頁\編于二十二點引言：經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。目前五十七頁\總數一百零二頁\編于二十二點2、新量子力學時代1924年德布羅意（DeBroglie）提出了波粒二象性，后由德國的薛定諤（Sch?dinger)與海森伯（Heisenbeng）等建立了量子力學。

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…..。目前五十八頁\總數一百零二頁\編于二十二點HHHH6562.3?4861.3?4340.5?4101.7?1885年巴爾末（Balmer）找到了一個經驗公式：B=3645.7?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)律性目前五十九頁\總數一百零二頁\編于二十二點稱之為里德伯常數巴爾末又指出,如將上式中的“22”換成其它整數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,..廣義巴爾末公式目前六十頁\總數一百零二頁\編于二十二點（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：目前六十一頁\總數一百零二頁\編于二十二點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)現了x射線。目前六十二頁\總數一百零二頁\編于二十二點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、經典原子模型的困難1.盧瑟福原子模型目前六十三頁\總數一百零二頁\編于二十二點2.經典理論的困難注意：經典理論解釋不了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，必導致產生連續(xù)光譜。目前六十四頁\總數一百零二頁\編于二十二點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?！比?、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目前六十五頁\總數一百零二頁\編于二十二點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...。目前六十六頁\總數一百零二頁\編于二十二點(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。其中n為正整數，稱為軌道量子數。目前六十七頁\總數一百零二頁\編于二十二點1)電子軌道半徑的量子化由：（1）、（2）式聯立解之n=1、2、3、4…...結論：電子軌道是量子化的。+rnMmM>>m玻爾氫原子理論目前六十八頁\總數一百零二頁\編于二十二點n=1、

2、3、4…...注意：n=1的軌道r1稱為玻爾半徑。量子數為n的軌道半徑玻爾氫原子理論1)電子軌道半徑的量子化目前六十九頁\總數一百零二頁\編于二十二點n=1、2、3、4…2)定態(tài)能量是量子化的原子處在量子數為n的狀態(tài)，其能量：由（1）式：（6）代入（5）式將r代入：目前七十頁\總數一百零二頁\編于二十二點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。目前七十一頁\總數一百零二頁\編于二十二點-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)所需的電離能為：當n=1時，稱為基態(tài)目前七十二頁\總數一百零二頁\編于二十二點3）導出里德伯常數將En代入頻率條件與里德伯公式對照：計算值：里德伯常數實驗值：目前七十三頁\總數一百零二頁\編于二十二點例：計算H原子中電子從量子數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為n的軌道上旋轉的頻率（經典理論頻率）解：當n很大時：目前七十四頁\總數一百零二頁\編于二十二點當n很大時：依經典物理，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目前七十五頁\總數一百零二頁\編于二十二點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）。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：它是半經典半量子理論的產物。還應用了經典物理的軌道和坐標的概念.目前七十六頁\總數一百零二頁\編于二十二點

1.把電子看作是一經典粒子，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。目前七十七頁\總數一百零二頁\編于二十二點它是盧瑟福的學生，在其影響下具有嚴謹的科學態(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：目前七十八頁\總數一百零二頁\編于二十二點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=目前七十九頁\總數一百零二頁\編于二十二點例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，即目前八十頁\總數一百零二頁\編于二十二點例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。目前八十一頁\總數一百零二頁\編于二十二點由圖可知，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和波長為：目前八十二頁\總數一百零二頁\編于二十二點17-5光的量子態(tài)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，用概率描述目前八十三頁\總數一百零二頁\編于二十二點n2——t時刻處于能級E2上的原子數密度——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。目前八十四頁\總數一百零二頁\編于二十二點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的原子數密度二、受激輻射和受激吸收目前八十五頁\總數一百零二頁\編于二十二點入射光強比例系數受激吸收系數受激吸收躍遷概率目前八十六頁\總數一百零二頁\編于二十二點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)受激輻射的光放大目前八十七頁\總數一百零二頁\編于二十二點激勵光強比例系數受激輻射系數（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的概率目前八十八頁\總數一百零二頁\編于二十二點17-6應用舉例

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代戰(zhàn)爭離不開激光。引言：Light

Amplificationby

Stimulated

Emission

of

Radiation激光Laser——受激輻射光放大目前八十九頁\總數一百零二頁\編于二十二點粒子數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)輻射才能實現光放大根據玻爾茲曼能量分布律

熱動平衡下，N2<<N1，即處于高能級的原子數大大少于低能級的原子數——粒子數的