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भौतिकी · शब्दावली

अवशोषण, स्वतःस्फूर्त और उद्दीपित उत्सर्जन क्या है?

अन्य नाम: अवशोषण (प्रकाश का) · स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन · उद्दीपित उत्सर्जन · आइंस्टाइन गुणांक

परिभाषा 23.1 विश्वविद्यालय भौतिकी — वर्ष 2 · अध्याय 23 — लेज़र: उद्दीपित उत्सर्जन और गाउसी पुंजें

दो ऊर्जा-स्तरों E1<E2E_1 < E_2, जनसंख्याओं (संख्या घनत्वों) N1N_1, N2N_2 वाले परमाणु लीजिए, और आवृत्ति ν\nu का प्रकाश जिसमें hν=E2E1h\nu = E_2 - E_1 और वर्णक्रमी ऊर्जा घनत्व u(ν)u(\nu) (प्रति एकांक आयतन प्रति एकांक आवृत्ति ऊर्जा)। तीन प्रक्रियाएँ ऊर्जा बदलती हैं:

  • अवशोषण: E1E_1 में कोई परमाणु कोई फ़ोटॉन सोखकर E2E_2 पर चढ़ जाता है, प्रति एकांक आयतन और समय दर B12u(ν)N1B_{12}\,u(\nu)\,N_1 से;
  • स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन: E2E_2 में कोई परमाणु अपने आप E1E_1 पर गिर जाता है, और किसी यादृच्छिक दिशा में यादृच्छिक कला वाला कोई फ़ोटॉन उत्सर्जित करता है, दर A21N2A_{21}N_2 से — और 1/A21=τ1/A_{21} = \tau उस स्तर का जीवनकाल है;
  • उद्दीपित उत्सर्जन: आवृत्ति ν\nu का कोई फ़ोटॉन E2E_2 में किसी परमाणु के पास से गुज़रकर उसे गिरने को उकसा देता है, और वह पहले जैसा ही एक-सा दूसरा फ़ोटॉन उत्सर्जित करता है (वही आवृत्ति, दिशा, कला और ध्रुवण), दर B21u(ν)N2B_{21}\,u(\nu)\,N_2 से।

A21A_{21}, B12B_{12}, B21B_{21} उस संक्रमण के आइंस्टाइन गुणांक हैं।

दो स्तरों के बीच तीनों प्रक्रियाएँ: अवशोषण कोई फ़ोटॉन ले जाता है; स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन यादृच्छिक कला और दिशा का कोई फ़ोटॉन जोड़ता है; और उद्दीपित उत्सर्जन आपाती वाले जैसा ही कोई फ़ोटॉन जोड़ देता है — अर्थात् कोई प्रति।
दो स्तरों के बीच तीनों प्रक्रियाएँ: अवशोषण कोई फ़ोटॉन ले जाता है; स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन यादृच्छिक कला और दिशा का कोई फ़ोटॉन जोड़ता है; और उद्दीपित उत्सर्जन आपाती वाले जैसा ही कोई फ़ोटॉन जोड़ देता है — अर्थात् कोई प्रति।
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