
【化】 stimulated emission
accept; bear; endure; recieve; stand; suffer
arouse; dash; fierce; sharp; stimulate; surge; swash; violent
【建】 kinase
launch; discharge; shoot; project; eradiate; let fly; transmit
【医】 emission
受激发射(Stimulated Emission)是量子力学中的核心概念,指处于激发态的粒子(如原子、分子或离子)在受到特定频率的外来光子刺激时,会跃迁到较低能级并释放出一个与入射光子完全相同(频率、相位、偏振态及传播方向均一致)的光子的过程。该现象由爱因斯坦于1917年首次理论预言,是激光(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)技术的物理基础。
能级跃迁条件
粒子需预先处于激发态(高能级 $E_2$),且外来光子能量 $h u$ 必须精确匹配能级差 $E_2 - E_1$($h$ 为普朗克常数,$ u$ 为光子频率),即 $h u = E_2 - E_1$。此时受激辐射概率显著高于自发辐射。
光子相干性
受激发射产生的光子与入射光子具有完全相同的量子态,形成相干光,这是激光高方向性和单色性的根源。
"A process where an excited atomic system decays to a lower energy state by emitting radiation under the influence of an external electromagnetic field."
(受外部电磁场影响,激发态原子系统通过释放辐射跃迁至低能态的过程)
激光产生
在光学谐振腔中,通过粒子数反转(高能级粒子数多于低能级)使受激辐射占主导地位,实现光放大。例如:红宝石激光器利用铬离子受激辐射产生694.3 nm激光。
公式描述:
$$ frac{dN2}{dt} = -B{21}rho( u)N_2 $$
其中 $N2$ 为高能级粒子数,$B{21}$ 为受激辐射系数,$rho( u)$ 为辐射能量密度。
量子技术基础
受激辐射原理应用于量子计算(如量子比特操控)和精密光谱测量,其相干性为量子信息处理提供关键支持。
权威参考来源
受激发射是量子力学中的重要概念,指处于高能级的粒子在受到特定频率的光子激发时,跃迁到低能级并发射与入射光子特性完全相同的光子。以下是详细解释:
受激发射发生时,粒子(如原子或分子)从高能级(E₂)跃迁至低能级(E₁),同时释放光子。此过程需满足两个条件:
受激发射是激光产生的核心机制:
特性 | 受激发射 | 自发辐射 |
---|---|---|
光子特性 | 与入射光子完全一致 | 随机相位、方向 |
触发条件 | 需外界光子激发 | 自发发生,无需外部作用 |
应用场景 | 激光器核心过程 | 普通发光现象(如LED) |
如需进一步了解公式推导或激光器工作原理,可参考(高权威性)和(历史背景)。
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