激光灯原理

⫍ ⃢⃢?━?⃢⫎? 2024-06-03 22:15:48
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激光产生原理了解激光产生原理,我们必先了解物质的结构,与激光的辐射和吸收的原理。图一碳原子示意图物质由原子组成。图一是一个碳原子的示意图。原子的中心是原子核,由质子和中子组成。质子带有正电荷,中子则不带电。原子的外围布满着带负电的电子,绕着原子核运动。有趣的是,电子在原子中的能量并不是任意的。描述微观世界的量子力学告诉我们,这些电子会处于一些固定的「能阶」,不同的能阶对应于不同的电子能量。为了简单起见,我们可以如图一所示,把这些能阶想象成一些绕着原子核的轨道,距离原子核越远的轨道能量越高。此外,不同轨道最多可容纳的电子数目也不同,例如最低的轨道(也是最近原子核的轨道)最多只可容纳2个电子,较高的轨道则可容纳8个电子等等。事实上,这个过份简化了的模型并不是完全正确的[1],但它足以帮助我们说明激光的基本原理。电子可以透过吸收或释放能量从一个能阶跃迁至另一个能阶。例如当电子吸收了一个光子[2]时,它便可能从一个较低的能阶跃迁至一个较高的能阶(图二a)。同样地,一个位于高能阶的电子也会透过发射一个光子而跃迁至较低的能阶(图**)。在这些过程中,电子吸收或释放的光子能量总是与这两能阶的能量差相等。由于光子能量决定了光的波长,因此,吸收或释放的光具有固定的颜色。 20210311
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