Почему индуцирующий фотон заставляет возбуждённый электрон излучить фотон?

[kciray]

Я знаю, то что возбуждённый электрон при возвращении на более низкий уровень излучает фотон. Но при работе лазера - индуцирующий фотон каким-то образом, не поглощаясь, воздействует на атом (какими фундаментальными силами?) - что тот "опускает" свой электрон и излучает такой же фотон!

[Msdos4]

http://fn.bmstu.ru/phys/bib/physbook/tom5/ch5/texthtml/ch5_7.htm

[kciray]

Прочитал, но всё равно не понял((

[Msdos4]

А что именно не понятно?

[Jeffry]

О вынужденном излучении во многих книгах неплохо все описано. Покопайтесь поиском.

Можно, конечно, самого Эйнштейна почитать (3-й том собрания научн. трудов, 1966 г. изд., стр. 387), но у него некоторые выкладки опущены, придется самому разбираться.

[Gall]

На пальцах почти невозможно объяснить, ПОЧЕМУ так происходит. Это сродни резонансу.

 

Проще всего представить себе это так. Фотон, взаимодействуя с атомом, поглощается, после чего немедленно излучаются два новых фотона. Оба эти фотона точно такие же, как первый, из-за действия законов сохранения.

 

Строгое описание можно получить из уравнений квантовой механики, ссылку уже приводили. Неплохо процесс описан в "Принципах лазеров" Звелто.

[-Mike-]

Попробую описать процесс со своей точки зрения.

Пусть к атому с возбуждённым электроном приближается фотон. Фотон представляет собой электромагнитную волну в определённом объёме с плавно нарастающими границами E*H. По мере приближения границы фотона к электрону, последний начинает взамодействовать с электромагнитным полем, поворачиваясь, тормозя или ускоряясь так, чтобы общая энергия системы оставалась минимальной. А это происходит при резонансе движения электрона и электромагнитной волны. Так, как энергия поворота электрона значительно меньше, чем энергия его возбуждённого и фотона, то при этом взаимодействии фактически не изменяется длина волны всей системы (и энергия).

После настройки электрона под фотон и продолжения нарастания поля E*H электрон не может принять энергию, т. к. ему её не хватает для изменения траектории и забрасывания на следующую более высокую орбиту. Он как бы всосав порцию постоянно соскальзывает вниз и опять возращает набранную энергию фотону. Так продолжается пока фотон приближается к электрону.

В момент начала удаления фотона электромагнитное поле начинает ослабевать и высасывать синхронную энергию от электрона, который уже может сползти до нижнего энергетического уровня. И кстати, при переходе через среднее положение между уровнями электрон начинает всё активнее отдавать энергию пока не сползет до нижнего устойчивого уровня.

Так получается синхронное инициирующее излучение.

Изменено 12 Ноября, 2011 в 09:47 пользователем -Mike-

[kciray]

Спасибо Gall и Mike, теперь я действительно это понял