Индуцированное излучение
Индуцированное излучение — это испускание возбуждённым атомом фотона под действием внешнего фотона. В результате появляются два одинаковых фотона, что лежит в основе работы лазера.
До взаимодействия атом находится в возбуждённом состоянии. Внешний фотон не поглощается атомом, а вызывает переход электрона на нижний уровень. При этом атом испускает второй фотон.
Испущенный и внешний фотоны имеют одинаковые частоту, энергию, направление распространения и поляризацию. Поэтому излучение усиливается и становится согласованным. В отличие от него, при спонтанном излучении атом испускает фотон самопроизвольно, без внешнего воздействия; направление и фаза такого фотона случайны.
На возбуждённый атом падает фотон с энергией \(E_2-E_1\). Атом переходит на деңгей \(E_1\) и испускает ещё один фотон такой же энергии. Вместо одного фотона распространяются два одинаковых фотона.
Индуцированное излучение не является поглощением фотона: внешний фотон сохраняется и вызывает появление второго. При поглощении фотона атомом фотон исчезает, а атом переходит на более высокий деңгей.
Что происходит с внешним фотоном при индуцированном излучении?
Многократное индуцированное излучение в веществе приводит к усилению светового потока. Чтобы усиление преобладало над поглощением, в среде создают больше атомов на возбуждённых уровнях, чем на нижних. Этот принцип используется в лазере.
Главное
- Индуцированное излучение вызывается внешним фотоном и происходит при переходе возбуждённого атома на нижний уровень.
- Внешний и испущенный фотоны одинаковы по энергии, частоте, направлению и поляризации.
- Явление обеспечивает усиление света и работу лазеров.