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激光原理简介 武汉大学物理科学与技术学院 第一讲激光产生的基本原理 武汉大学物理科学与技术学院 常见光源 热光源：热光源是主要由热能转化为辐射 的光源，例如白炽灯是物体加热 到白炽程度而发光。 非热光源：例如气体放电光源，是电极之 间的高压电场使得电路中的电子逸出电极 并加速，与放电管中的气体原子相碰撞， 使其跃迁到高能级，并随后自发辐射跃迁 产生光波。 武汉大学物理科学与技术学院 热辐射：受热物体的辐射叫热辐射。 为什么要研究热辐射？ 由于许多常见的辐射源，都是具有一 定温度的热源，所以要研究热辐射。 武汉大学物理科学与技术学院 热辐射的基本规律研究 1.任意物体在热平 辐射条件下的辐射规律 2. 黑体辐射的规律 普朗克公式、维恩位移 定律、斯忒藩 玻尔兹曼定律。 3. 由上述定律得到黑体辐射源在某一温度下 的光谱辐出度和全辐出度。 4. 引入物体发射率，可把任意物体的辐射与 已知的黑体辐射联系起来。 武汉大学物理科学与技术学院 热辐射的量子理论 普朗克黑体辐射公式 2 pn 2 h ro (n , T ) 2 . h / k T c e 1 普朗克公式给出了黑体辐射的光谱分布公式 黑体的光谱辐出度表达式 8 pn 2 h u ( n , T ) 3 . h / k T c e 1 辐射场的能量密度表达式 武汉大学物理科学与技术学院 8pn 2 h u (n , T ) n E 3 . h / k T c e 1 其中： 8pn 2 腔内单位体积中频率处于ν附 n c 3 近单位频率间隔内的光波模式数 h 温度为T 的热平衡情况下 E h / k T 黑体分配到腔内每个模式 e 1 上的平均能量 武汉大学物理科学与技术学院 黑体辐射源的光子简并度 _ E 1 n