第73章 另一种办法（1/2）

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任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态，或者简单地表述为处在某一个能级上。

与光子相互作用时，粒子从一个能级跃迁到另一个能级，会相应地吸收或辐射光子，使威力变大。

这种情况又分为受激吸收和自发辐射。

处于较低能级的粒子在受到外界的激发，即与其他的粒子发生了有能量交换的相互作用，如与光子发生非弹性碰撞，吸收了能量时，跃迁到与此能量相对应的较高能级，这种跃迁称为受激吸收。

而当粒子受到激发而进入的激发态，不是粒子的稳定状态，如存在着可以接纳粒子的较低能级，即使没有外界作用，粒子也有一定的概率，自发地从高能级激发态（e2）向低能级基态（e1）跃迁，同时辐射出能量为（e2-e1）的光子，光子频率ν=（e2-e1）/h。

这种辐射过程被称为自发辐射。

众多原子以自发辐射发出的光，不具有相位、偏振态、传播方向上的一致，是物理上所说的非相干光。

1917年，爱因斯坦从理论上指出：除自发辐射外，处于高能级e2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为ν=（e2-e1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级e2跃迁到能级e1，同时辐射两个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射。

可以设想，如果大量原子处在高能级e2上，当有一个频率ν=（e2-e1）/h的光子入射，从而激励e2上的原子产生受激辐射，得到两个特征完全相同的光子，这两个光子再激励e2能级上原子，又使其产生受激辐射，可得到四个特征相同的光子，这意味着原来的光信号被放大了。

考虑到这一点，周文文只能另辟蹊径，也就是激光器。

爱因斯坦虽然于1917年，提出了受激辐射，但激光器却在1960年问世，相隔43年，这是为什么呢？

其主要原因是，普通光源中粒子产生受激辐射的概率极小。

而当频率一定的光射入工作物质时，受激辐射和受激吸收两过程同时存在，受激辐射使光子数增加，受激吸收却使光子数减小。

物质处于热平衡态时，粒子在各能级上的分布，遵循平衡态下粒子的统计分布律。