14光的受激吸收以及爱因斯坦三系数关系3受激吸收受激吸收.pptx
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1、 1.4 1.4 光的受激吸收光的受激吸收以及爱因斯坦三系数关系以及爱因斯坦三系数关系3 受激吸收受激吸收受激吸收:处于低能级受激吸收:处于低能级E E1 1的原子受到外来光子(能量的原子受到外来光子(能量 )的刺激作用,完全吸收光子的能量而跃迁到高能级)的刺激作用,完全吸收光子的能量而跃迁到高能级E E2 2的过程。的过程。吸收前吸收前吸收后吸收后3 受激吸收受激吸收(1 1)受激吸收跃迁速率与受激吸收系数)受激吸收跃迁速率与受激吸收系数(2 2)受激吸收几率受激吸收几率讨讨 论论从从E E1 1经受激吸收跃迁到经受激吸收跃迁到E E2 2具有一定的跃迁速率则有具有一定的跃迁速率则有式中的式
2、中的 为外来光的光场单色能量密度,即受激吸收跃迁速率与为外来光的光场单色能量密度,即受激吸收跃迁速率与外来光的光场单色能量密度成正比。外来光的光场单色能量密度成正比。其他参数意义同自发辐射:其他参数意义同自发辐射:n n1 1为某时刻低能级为某时刻低能级E E1 1上的原子数密度(即上的原子数密度(即单位体积中的原子数),单位体积中的原子数),d dn n2 2表示在表示在d dt t时间间隔内由时间间隔内由E E1 1受激吸收跃迁到受激吸收跃迁到E E2 2的原子数,的原子数,“”被去除表示被去除表示E E2 2能级的粒子数密度增加。能级的粒子数密度增加。B12称为称为爱因斯坦受激吸收系数爱
3、因斯坦受激吸收系数,简称,简称受激吸收系数。受激吸收系数。(1 1)受激吸收跃迁速率与受激吸收系数)受激吸收跃迁速率与受激吸收系数3.受激吸收受激吸收讨讨 论论(1.3.101.3.10)受激吸收(跃迁)几率受激吸收(跃迁)几率WW1212定义为定义为 则则有有受激吸收的跃迁几率的受激吸收的跃迁几率的物理意义物理意义为:单位时间内,为:单位时间内,在外来单色能量密度为在外来单色能量密度为 的光照下,的光照下,E E1 1能级上因能级上因为受激吸收跃迁到为受激吸收跃迁到E E2 2能级上的粒子数密度能级上的粒子数密度占处于占处于E E1 1能级能级总粒子数密度的百分比。总粒子数密度的百分比。(2
4、 2)受激吸收几率受激吸收几率3.受激吸收受激吸收讨讨 论论(1.3.111.3.11)三、自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系三、自发辐射、受激辐射和受激吸收之间的关系 A21、B21、B12三个系数的关系三个系数的关系 在光和原子相互作用达到热平衡的绝对黑体空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,则有如下关系自发辐射光子数受激辐射光子数受激吸收光子数式子的左边是与高能级上粒子数有关的辐射光子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,数,而右边是
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