Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 68 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

68
Лазеры находят широкое применение в военной технике, в техно-
логии обработки материалов, в медицине, в оптических системах нави-
гации, связи и локации, в прецизионных интерференционных экспери-
ментах, в химии, просто в быту. Хотя первый лазер был построен срав-
нительно недавно (1960 г.), современную жизнь уже невозможно пред-
ставить без лазеров.
Одним из важнейших свойств лазерного излучения является чрез-
вычайно высокая
степень его монохроматичности, недостижимая в
излучении нелазерных источников. Это и все другие уникальные свой-
ства лазерного излучения возникают в результате согласованного, коо-
перативного испускания световых квантов многими атомами рабочего
вещества.
Чтобы понять принцип работы лазера, нужно более внимательно
изучить процессы поглощения и излучения атомами квантов света.
Атом может находиться в различных энергетических состояниях с энер-
гиями E
1
, E
2
и так далее. В теории Бора эти состояния называются ста-
бильными. На самом деле стабильным состоянием, в котором атом мо-
жет находиться бесконечно долго в отсутствие внешних возмущений,
является только состояние с наименьшей энергией. Это состояние назы-
вают основным. Все другие состояния нестабильны. Возбужденный
атом может пребывать в этих состояниях лишь очень короткое время,
порядка 10
–8
с, после этого он самопроизвольно переходит в одно из
низших состояний, испуская квант света, частоту которого можно опре-
делить из второго постулата Бора. Излучение, испускаемое при само-
произвольном переходе атома из одного состояния в другое, называют
спонтанным. На некоторых энергетических уровнях атом может пре-
бывать значительно большее время, порядка 10
–3
с. Такие уровни назы-
ваются метастабильными.
Переход атома в более высокое энергетическое состояние может
происходить при резонансном поглощении фотона, энергия которого
равна разности энергий атома в конечном и начальном состояниях.
Переходы между энергетическими уровнями атома не обязательно
связаны с поглощением или испусканием фотонов. Атом может приоб-
рести или отдать часть своей энергии и перейти в другое квантовое со-
стояние в результате взаимодействия с другими атомами или столкно-
вений с электронами. Такие переходы называются безизлучательными.
В 1916 году А. Эйнштейн предсказал, что переход электрона в
атоме с верхнего энергетического уровня на нижний может происхо-
дить под влиянием внешнего электромагнитного поля, частота которого
равна собственной частоте перехода.
Возникающее при этом излучение
называют вынужденным или индуцированным.

Страницы