19. Поглощение. Спонтанное и индуцированное излучение. Инверсная заселённость уровней и способы её получения.

Поглощение.

Для перевода атома в возбуждённое состояние, ему необходимо сообщить энергию hv=E2 - E1. В этом возбуждённом (неустойчивом) состоянии атом может находится очень короткое время (с).

Спонтанное излучение.

После чего атом перейдёт в состояние с меньшей энергией и, согласно принципу сохранения энергии, излучит фотон hv. При этом энергия внешнего эл. поля увеличится на величину hv.

Индуцированное (вынужденное) излучение.

Но атом может перейти с уровня E2 на уровень E1 под действием эл/м поля, если частота поля будет равна частоте излучения. Такая резонансная частота "раскачивает" его и ускоряет излучение.

Переходы, происходящие не спонтанно, а под действием эл/м поля, называются вынужденными.

В этом случае излучается 2 фотона: спонтанный и под действием поля. Они абсолютно одинаковы - имеют одну и ту же частоту, фазу, направление и поляризацию.

Эта особенность индуцированного излучения позволяет использовать его для усиления эл/м поля и создания монохроматического и когерентного излучения.

Инверсная заселённость энергетических уровней.

Атомы, имеющие определённые значения энергии, образуют некоторый спектр. Такое число атомов называется заселённостью энергетического уровня.

Способы получения искусственной инверсной заселённости:

1. Сортировка атомных или молекулярных пучков (метод накачки).

2. Быстрый переход без излучения.

3. Медленный переход с излучением.