Яка основна умова отримання індукованого випромінювання?
Електрони та їх взаємодії з електромагнітними полями важливі в нашому розумінні хімії і фізики. У класичному поданні енергія електрона, що обертається навколо атомного ядра, більше для орбіт, віддалених від ядра атома.
Коли електрон поглинає енергію світла (фотони) або тепла (фонони), він отримує цей падаючий квант енергії. Але переходи можна тільки між дискретними рівнями енергії, такими як два, показаних далі. Це призводить до появи емісійних і абсорбційних ліній.
Енергетичний аспект
Далі мова піде про основний умови отримання індукованого випромінювання. Коли електрон збуджується від більш низького до більш високого енергетичного рівня, він навряд чи залишиться таким назавжди. Електрон в збудженому стані може розпастися до більш низького енергетичного стану, яке не зайнято, у відповідності з певною постійною часу, що характеризує цей перехід.
Коли такий електрон розпадається без зовнішнього впливу, випромінюючи фотон, це називається спонтанним випромінюванням. Фаза і напрямок, пов’язані з испускаемым фотоном, є випадковими. Таким чином, матеріал з багатьма атомами в такому збудженому стані може призвести до випромінювання, яке має вузький спектр (центрований навколо однієї довжини хвилі світла), але окремі фотони не будуть мати спільних фазових відносин і також будуть випромінюватися у випадкових напрямках. Це механізм флуоресценції і тепловиділення.
Зовнішнє електромагнітне поле на частоті, пов’язаної з переходом, може впливати на квантово-механічний стан атома без поглинання. Коли електрон в атомі робить перехід між двома стаціонарними станами (жодна з яких не показує дипольне поле), він входить у перехідний, яке має дипольне поле і діє як маленький електричний диполь, який коливається характерною при частоті.
У відповідь на зовнішнє електричне поле на цій частоті ймовірність переходу електрона в такий стан значно зростає. Таким чином, швидкість переходів між двома стаціонарними станами перевищує величину спонтанного випромінювання. Перехід з більш високого на низький енергетичний стан створює додатковий фотон з тією самою фазою і напрямком, що й у падаючого фотона. Це і є процес вимушеної емісії.
