
【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
【醫】 emission
受激發射(Stimulated Emission)是量子力學中的核心概念,指處于激發态的粒子(如原子、分子或離子)在受到特定頻率的外來光子刺激時,會躍遷到較低能級并釋放出一個與入射光子完全相同(頻率、相位、偏振态及傳播方向均一緻)的光子的過程。該現象由愛因斯坦于1917年首次理論預言,是激光(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)技術的物理基礎。
能級躍遷條件
粒子需預先處于激發态(高能級 $E_2$),且外來光子能量 $h u$ 必須精确匹配能級差 $E_2 - E_1$($h$ 為普朗克常數,$ u$ 為光子頻率),即 $h u = E_2 - E_1$。此時受激輻射概率顯著高于自發輻射。
光子相幹性
受激發射産生的光子與入射光子具有完全相同的量子态,形成相幹光,這是激光高方向性和單色性的根源。
"A process where an excited atomic system decays to a lower energy state by emitting radiation under the influence of an external electromagnetic field."
(受外部電磁場影響,激發态原子系統通過釋放輻射躍遷至低能态的過程)
激光産生
在光學諧振腔中,通過粒子數反轉(高能級粒子數多于低能級)使受激輻射占主導地位,實現光放大。例如:紅寶石激光器利用鉻離子受激輻射産生694.3 nm激光。
公式描述:
$$ frac{dN2}{dt} = -B{21}rho( u)N_2 $$
其中 $N2$ 為高能級粒子數,$B{21}$ 為受激輻射系數,$rho( u)$ 為輻射能量密度。
量子技術基礎
受激輻射原理應用于量子計算(如量子比特操控)和精密光譜測量,其相幹性為量子信息處理提供關鍵支持。
權威參考來源
受激發射是量子力學中的重要概念,指處于高能級的粒子在受到特定頻率的光子激發時,躍遷到低能級并發射與入射光子特性完全相同的光子。以下是詳細解釋:
受激發射發生時,粒子(如原子或分子)從高能級(E₂)躍遷至低能級(E₁),同時釋放光子。此過程需滿足兩個條件:
受激發射是激光産生的核心機制:
特性 | 受激發射 | 自發輻射 |
---|---|---|
光子特性 | 與入射光子完全一緻 | 隨機相位、方向 |
觸發條件 | 需外界光子激發 | 自發發生,無需外部作用 |
應用場景 | 激光器核心過程 | 普通發光現象(如LED) |
如需進一步了解公式推導或激光器工作原理,可參考(高權威性)和(曆史背景)。
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