Излучение, атомная и ядерная физика. Бугрова А.И - 60 стр.

                              59

стью его верхнего (возбужденного) состояния, вследствие кото-
рой атом рано или поздно освобождается от энергии возбужде-
ния путем излучения фотона. Различные атомы излучают спон-
танно, т.е. независимо друг от друга, и генерируют фотоны, ко-
торые распространяются в различных направлениях, имеют раз-
личные фазы и направления поляризации. Следовательно, спон-
танное излучение является некогерентным. Схематическое изо-
бражение спонтанного перехода представлено на рис. 5.1a.

                                   hν
             hν          hν                       hν
                                   hν


        а)                   б)                      в)
                           Рис. 5.1
     Излучение может возникать также и в том случае, если на
возбужденный атом действует электромагнитная волна с часто-
той ν, удовлетворяющей соотношению hν=Em− En, где Em, и En −
энергии квантовых состояний атома (частота ν при этом называ-
ется резонансной). Возникающее при этом излучение является
вынужденным. В каждом акте вынужденного излучения участ-
вуют два фотона. Один из них, распространяясь от внешнего ис-
точника (внешним источником для рассматриваемого атома мо-
жет являться и соседний атом), воздействует на атом, в результа-
те чего испускается фотон. Оба фотона имеют одинаковое на-
правление распространения и поляризации, а также одинаковые
частоты и фазы. То есть вынужденное излучение всегда коге-
рентно с вынуждающим. Схематическое изображение процесса
вынужденного излучения приведено на рис. 5.1б.
     Атомы не только испускают, но и поглощают фотоны с ре-
зонансными частотами. При поглощении фотона атомы возбуж-
даются. Поглощение фотона всегда является вынужденным про-
цессом, происходящим под действием внешней электромагнит-
ной волны. В каждом акте поглощается один фотон, а участвую-
щий в этом процессе атом переходит в состояние с большей