Спонтанное и вынужденное излучение

Спонтанное излучение света

Как вы уже знаете, поглотив фотон, атом переходит в возбуждённое состояние. Однако пребывает он в таком состоянии очень недолго: обычно уже через несколько десятимиллионных долей секунды атом самопроизвольно излучает один или несколько фотонов, переходя в основное состояние.

Такое излучение называют спонтанным излучением. Именно его мы и рассматривали в предыдущем параграфе.

Метастабильные состояния

Различные возбуждённые состояния атома отличаются один от другого не только энергией, но и временем жизни. Среди этих состояний есть такие, в которых атом пребывает в десятки тысяч раз дольше, чем в других. Состояния атома с особенно большим временем жизни называют метастабильными.

Именно эти состояния активно используют при работе лазера. Дело в том, что метастабильное состояние может сыграть роль ловушки: оказавшись в этом состоянии, атом «надолго застревает» в нём, так как время жизни этого состояния в десятки тысяч раз превосходит время жизни обычных возбуждённых состояний.

Благодаря этому в метастабильном состоянии с одной и той же энергией может оказаться очень много атомов.

Если «заставить» теперь эти атомы одновременно излучить фотоны, излучение будет чрезвычайно интенсивным и к тому же будет иметь определённую частоту.

Вынужденное излучение света

Но как «заставить» атом излучить фотон?

Это можно сделать, используя предсказанное в 1916 году А. Эйнштейном явление вынужденного излучения света.

Окончание >>>