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受激吸收,受激輻射,自發輻射

今天說兩個比較基本的物理學概念,就是受激輻射自發輻射;為什麼要說這兩個基本概念呢,因為前幾天我和同學談起熒光是自發輻射現象,他反問了一句你都用激光激發了發射熒光的物質怎麼還是自發輻射呢?

我想他可能是弄混淆了受激吸收受激發射。我們回到我們要說的兩個概念受激輻射和自發輻射,是自發輻射還是受激輻射就取決於電子由高能級躍遷到低能級是自己發生的還是受外界光刺激而導致的;所以這裡的受激還是自發是針對的電子由高能級躍遷到低能級(退激化的過程)的過程而言的,至於電子是怎樣由低能級躍遷到高能級我們不必管。

以下簡單示意下這三個物理過程(受激吸收,受激輻射,自發輻射)

Fig.1 受激吸收 電子吸收外界光照的能量,電子由低能級躍遷到高能級

Fig.2 自發輻射 高能級的電子不穩定,自發地躍遷到低能級,釋放出光子

Fig.3 受激輻射 高能級的電子受外界光刺激,躍遷到低能級,釋放出光子(頻率同外界照射光的頻率相同),受激輻射帶來的偉大發明便是激光,激光的產生極大地促進了光學的發展

熒光是某種物質經過入射光照射後,吸收入射光的能量進入激發態(受激吸收),之後自發地退激發(電子由高能級躍遷到低能級),發射出光子,所以熒光是物質自發輻射的過程。

是自發輻射還是受激輻射是針對退激發過程而言的。

我在實驗室記錄過單個量子點的熒光發光情況,可以看見熒光的"on off"狀態,單個量子點的尺寸很小基本就是納米量級的,能級是分立的。看見單個量子點的閃爍也算是在納米量級看見的量子現象。

https://www.zhihu.com/video/884779318352433152

Fig.4 QD on off 單個量子點的閃爍現象


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