Физика. Электромагнитные колебания. Квантовая теория излучения. Иваницкая Ж.Ф. - 114 стр.

                                               dI
ся, что доля поглощенной энергии к падающей        пропорцио-
                                                I
                          dI
нальна величине dx, т. е.    ∼ dx. Чтобы поставить знак равен-
                           I
ства (=), введем коэффициент поглощения вещества αν ,T , за-
висящий от частоты и температуры, знаком минус (–) учтем,
что с увеличением толщины вещества интенсивность умень-
шается:
                             dI
                                = − αν ,T dx.
                              I
    Интегрируя в пределах от 0 до х, имеем:
             I               x
                  dI                              −α x
             ∫
             I0
                   I         ∫
                     = −αν ,T dx, откуда I = I 0 e ν ,T .
                             0

    Это закон Бугера, согласно которому с увеличением тол-
щины вещества интенсивность света экспоненциально умень-
шается. И такая среда является нормальной и подчиняется, со-
гласно закону Больцмана, нормальному распределению частиц
по энергиям.
                                     ε
                                 −
     Иными словами, n = n0 e kT , где n0 – число частиц с энер-
гией, равной нулю; n – число частиц с энергией, равной ε ;
k – постоянная Больцмана; Т – температура.
     Так как падающая энергия уходит на возбуждение элек-
тронов, то в такой среде количество электронов n1 c меньшей
энергией ε1 будет всегда больше количества электронов n2
c большей энергией ε2. Поэтому такая среда будет только по-
глощать падающее излучение. Генерировать падающее излу-
чение способна среда с инверсной заселенностью уровней
энергии или среда с отрицательным коэффициентом поглоще-
ния α. Излученные такой средой кванты создадут узкий пучок
поляризованного монохроматичного и когерентного излучения.
Оказалось, что смесь инертных газов гелия и неона при элек-
трическом разряде является средой с инверсной заселенно-
стью возбужденных уровней энергии. В обычных условиях 2
электрона гелия находятся в состоянии 1S, а 10 электронов не-
                                  114