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自发辐射,受激辐射和受激吸收
自发辐射、受激辐射和受激吸收都是物理学中的概念，与原子和分子的能级结构有关。
在能级结构中，原子或分子会存在多个能级，不同能级的能量是不同的。
当原子或分子从一个能级跃迁到另一个能级时，会释放或吸收能量，这种能量以电磁波的形式传播，即辐射。
而这种辐射分为三种情况：
1. 自发辐射：当原子或分子从一个高能级跃迁到一个低能级时，会自发地释放能量，这种辐射称为自发辐射。
这种辐射是随机的，不需要外界的干预。
2. 受激辐射：当原子或分子在一个高能级上受到外界电磁波的刺激时，会跃迁到低能级并释放出辐射，这种辐射称为受激辐射。
这种辐射是受外界刺激而发生的，需要外界电磁波的存在。
3. 受激吸收：当原子或分子在低能级时受到外界电磁波的刺激，它们会吸收能量并跃迁到高能级，这种现象称为受激吸收。
这种辐射也是受外界刺激而发生的，需要外界电磁波的存在。
以上三种辐射在物理学中起到了重要的作用，如在激光技术、核物理、天文学等领域得到广泛应用。
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第二节 受激辐射、受激吸收与自发辐射黑体辐射场，可以理解为组成黑体的原子和光场（或电磁波）相互作用的结果。
光波的产生和传播过程都不可避免涉及光和原子之间的相互作用。
在电磁场理论中，证明了电磁辐射来源于具有加速度的带电物体。
这个结论我们可以从很多方面得到验证。
医院的X 光机利用高能电子快速减速辐射X 射线；高能电子加速器所产生的电磁辐射就来源于具有加速度的电子；电真空微波器件输出的微波也来源于具有加速度的电子辐射。
光在物质中传播时，原子中的正电荷和负电荷受光场中电场作用，向相反方向运动，形成电偶极子，电偶极子向空间辐射光，和入射光场叠加在一起，形成物质中的总光波。
电磁场理论这些结论在用于宏观物质时，没有出现问题。
但用于解释原子发光过程时，却出项了难以调和的矛盾。
二十世纪初，通过实验已经知道电子是物质的基本组成部分，电子带负电，但物质都是电中性的，所以物质中一定还有带正电的部分。
通过测量电子的荷质比（m e /），知道电子质量比原子质量小得多。
很重的带正电的部份称为原子核。
在这个基础上，物理学家开始猜想原子模型。
最早的原子模型是汤姆孙（J.J.Thomson ）提出的，他设想原子就是带正电荷的那一部分均匀分布为一个胶状的球体，带负电的电子镶嵌在这个胶体上，原子就像一个面上有芝麻的面包。
原子发光的频率（光谱）就是这样一个球体的振动频率。
这个模型被后来的电子散射和α粒子的散射实验证明是不对的。
卢瑟福（E.Rutherford ）1909年α粒子散射实验说明，原子大部分是空的，不是一个实心球。
所谓α粒子，就是由两粒带正电荷的质子和两粒中性的中子组成，相当于一个氦原子核。
在自然界内大部分的重元素（例如铀和镭，原子序数为82或以上）在衰变时辐射α粒子。
卢瑟福用α粒子去轰击铂薄片，按照汤姆孙模型，带正电的α粒子受到带正电的铂原子核的散射，α粒子应该偏离入射方向。
但实验发现，只有少量的α粒子发生大角度的偏转，大量原子直接穿过铂薄片，说明大量α粒子没有受到铂原子的作用，原子中的绝大部分空间空无一物。
§9-4 光振荡一、受激辐射与自发辐射受激辐射除了吸收过程相矛盾外，还与自发辐射相矛盾，处于激发态能级的原子，可以通过自发辐射或受激辐射回到基态，在这两种过程中，自发辐射往往是主要的，设高低能级的粒子数密度分别为21n n 和，根据（9-7）式和（9-8）式，可得到受激辐射和自发幅射光子数之比。
21()u v B R A = （9-24） 如果要使1R >>，则能量密度()u v 必须很大，而在普遍光源中，能量密度()u v 通常是很小的，例如在热平衡条件下，对于发射1m λμ=的热光源来讲，当温度为300K 时1210R -=，由（9-24）式可知，在此情况下，受激辐射光子数比自发辐射光子数少得多，如果要使受激辐射光子数等于自发辐射光子数，即1R =，则此热光源温度就需高达500000K ，可见在一般光源中，自发辐射大大超过了受激辐射。
但是我们可以设计一种装置，使在某一方向上的受激辐射，不断得到放大和加强，就是说，使受激辐射在某一方向上产生振荡，而其它方向传播的光很容易逸出腔外，以致在这一特定方向上超过自发辐射，这样，我们就能在这一方向上实现受激辐射占主导地位的情况，这种装置叫做光学谐振腔。
二、光学谐振腔象电子技术中的振荡器一样，要实现光振荡，除了有放大元件以外，还必须具备正反馈系统，在激光器中，可实现粒子数反转的工作物质就是放大元件，而光学谐振腔就起着正反馈、谐振和输出的作用。
全反射镜工作物质部分反射镜（图9－10）图9-10就是光学谐腔的示意图，在作为放大元件的工作物质两端，分别放置一块全反射镜和一块部分反射镜，它们互相平行，且垂直于工作物质的轴线，这样的装置就能起到光学谐振腔的作用。
当能实现粒子数反转的工作物质受到外界的激励后，就有许多粒子跃迁到激发态去，激发态的粒子是不稳定的，它们在激发态寿命的时间范围以内会纷纷跳回到基态，而发射出自发辐射光子，这些光子射向四面八方，其中偏离轴向的光子很快就逸出谐振腔外，只有沿着轴向的光子，在谐振腔内受到两端两块反射镜的反射而不致于逸出腔外，这些光子就成为引起受激辐射的外界感应因素，以致产生了轴向的受激辐射，受激辐射发射出来的光子和引起受激辐射的光子有相同的频率，发射方向，偏振状态和位相，他们沿轴线方向不断地往复通过已实现了粒子数反转的工作和振荡，这是一种雪崩式的放大过程，使谐振腔内沿轴向的光骤然增加，而在部分反射镜中输出，这便是激光。
简述受激吸收,受激辐射和自发辐射过程在物理的奇妙世界里，有这么几个概念像神秘的精灵一样，那就是受激吸收、受激辐射和自发辐射。
咱们先来说说受激吸收吧。
你可以把原子想象成一个个小小的房子，电子呢，就像是住在房子里的小居民。
平常啊，这些小居民都在自己的楼层上待着。
这时候，如果有一个外来的小客人，就像是一束能量光子，这个光子的能量恰好能让小居民搬到更高的楼层去，那小居民就会毫不犹豫地吸收这个光子的能量，然后搬到更高的楼层啦。
这就像是一个穷小子突然得到一笔钱，然后就搬到更好的房子去住一样。
这个过程就是受激吸收。
那受激辐射又是什么呢？这时候啊，咱们这个原子里的电子已经在比较高的楼层了，就像一个人已经站在了高台之上。
这时候突然来了一个和之前那个让电子跃迁上来的光子一模一样的光子，这个光子就像是一个信号兵。
电子看到这个信号兵来了，哎呀，就好像是收到了指令一样，一下子就从高台跳下来，并且释放出一个和那个信号兵光子一模一样的光子。
这就好像是高台跳水运动员，看到教练给了个信号，就扑通一下跳下去，还溅起了一朵和之前一样的水花呢。
自发辐射就更有趣啦。
原子里的电子在高楼层待着，没有什么外来的信号兵光子。
但是呢，电子在高楼层可能觉得太无聊啦，自己就突然跳下来了，跳下来的时候也释放出一个光子。
这就像是一个人在一个很高的地方，没有任何人催促，自己突然就往下跳，还带着一身的光芒呢。
这个过程就叫做自发辐射。
这三个过程在很多地方都有着重要的意义。
比如说在激光的产生过程中，受激辐射就像是主角一样。
要是没有受激辐射，就很难有激光那种高度集中、能量强大的光束了。
激光就像是一群训练有素的士兵，排成整齐的队伍向前冲，而受激辐射就是让这些士兵整齐划一的重要力量。
受激吸收和自发辐射在这个过程中也有着自己的作用，它们就像是配角，虽然不是主角，但少了它们，整个故事就不完整了。
再看看日常生活中的一些东西，像荧光灯，里面也有这些过程在悄悄地发挥作用。
荧光灯里的原子们，就像一个个小小的工厂工人，在进行着受激吸收、受激辐射和自发辐射这些工作，最后才能把电能转化成光能，让我们的屋子亮堂堂的。
自发辐射,受激辐射和受激吸收的特点1.自发辐射是一种原子核或原子外层电子自发放出能量的过程。
Spontaneous emission is a process in which a nucleus or outer electron of an atom emits energy spontaneously.2.自发辐射不受外界影响，是由原子或分子自身性质决定的。
Spontaneous emission is not affected by external factors, and is determined by the intrinsic properties of the atom or molecule.3.自发辐射的能量和频率与原子或分子的能级有关。
The energy and frequency of spontaneous emission are related to the energy levels of the atom or molecule.4.自发辐射通常发生在原子或分子的激发态向基态跃迁的过程中。
Spontaneous emission typically occurs during thetransition of an atom or molecule from an excited state to a ground state.5.自发辐射的特点是不需要外界能量的输入，而是自身发出能量。
The characteristic of spontaneous emission is that itdoes not require input of external energy, but emits energyon its own.6.受激辐射是指分子或原子在外界刺激下放出辐射。
Stimulated emission refers to the emission of radiationby a molecule or an atom under external stimulation.7.受激辐射需要外界刺激才能发生。
