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受激吸收(跃迁)几率:物理意义:单位时间内,在外来单色能量密度为
受激吸收(跃迁)几率:
物理意义:单位时间内,在外来单色能量密度为 的光照下,E1能级上因受激吸收跃迁到E2能级上的粒子数密度占处于E1能级总粒子数密度的百分比。
3. 自发辐射、受激辐射和吸收之间的关系
在光和原子相互作用达到热平衡的绝对黑体空腔内的原子系统中,如果单色辐射能量密度为 ,则有如下关系
式子的左边是与高能级上粒子数有关的辐射光子数,而右边是与低能级上粒子数有关的吸收光子数,即发射与吸收光子数相等
根据波尔兹曼分布定律,动平衡的条件下,对于简并度g2的高能级E2和简并度g1的低能级E1有
将高能级E2上的粒子数n2用低能级E1上的粒子数n1来表示,并代入动平衡的条件下三个爱因斯坦系数满足的关系式进一步化简,得到热平衡空腔得单色辐射能量密度为
绝对黑体空腔内的原子系统中,单色辐射能量密度同时满足普朗克公式
欲使式中两个等号同时满足必须保证分式前的系数和指数前的系数都相等,因而得到三个爱因斯坦系数的内在联系:
对于发光介质中某一单位体积,自发辐射的光功率体密度可表示为:
同理,受激辐射的光功率体密度可表示为:
受激辐射光功率体密度与自发辐射光功率体密度之比为:
对于平衡热辐射光源则有:
普通光源主要是自发辐射,而激光光源主要是受激辐射。
(1.3.11)
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(1.3.13)
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(1.3.18)
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