14Люминесценция и индуцированное излучение. Лазер и свойства его излучения.

Люминесценция (свет, слабое действие) — нетепловое свечение вещества, происходящее после поглощения им энергии возбуждения. Впервые люминесценция была описана в XVIII веке.

Индуцированное излучение (вынужденное излучение) — генерация нового фотона при переходе квантовой системы из возбуждённого в стабильное состояние (меньший энергетический уровень) под воздействием индуцирующего фотона, энергия которого была равна разности энергий уровней. Фотон имеет энергию, импульс, фазу и поляризацию, что и индуцирующий фотон (который при этом не поглощается). Оба фотона являются когерентными.

Лазер - квантовый усилитель или генератор когерентного электромагнитного излучения оптического диапазона (света).

Лазерное излучение - электромагнитное излучение оптического диапазона, обладающее такими свойствами, как когерентность, монохроматичностью, поляризованность, направленность, что позволяет создать большую локальную концентрацию энергии.

Св-ва лазерного излучения.:1. Лазеры способны создавать пучки света с очень малым углом расхождения (около 10^-5 рад). На Луне такой пучок, испущенный с Земли, дает пятно диаметром 3 км.

2. Свет лазера обладает исключительной монохроматичностью. В лазерах атомы излучают свет согласованно. Поэтому фаза волны не испытывает нерегулярных изменений.

3. Лазеры являются самыми мощными источниками света. В узком интервале спектра кратковре­менно у некоторых типов лазеров достигается мощность излучения 10¹⁷ Вт/см², в то время как мощность излучения Солнца равна только 710³ Вт/см², причем суммарно по всему спектру. На узкий же интервал =10^-6 см (ширина спектральной линии лазера) приходится у Солнца всего лишь 0,2 Вт/см². Напряженность электрического поля в электромагнитной волне, излучаемой лазером, превышает напряженность поля внутри атома.

Принцип действия лазеров. В обычных условиях большинство атомов находится в низшем энергетическом состоянии. Поэтому при низких температурах вещества не светятся.

15Равновесное тепловое излучение. Законы Кирхгофа и Стефана-Больцмана

Тепловым излучением - электромагнитное излучение, испускаемое телами за счет их внутренней энергии.

Равновесным тепловым излучением - излучение, при котором расход энергии тела на излучение компенсируется энергией поглощенного им излучения для каждой длины волны.

Законы Кирхгофа, два правила, основанные на законах сохранения заряда и энергии, которые применимы к цепям электрического тока. (1) ни в какой точке сети не может происходить ни накопления, ни убыли электрического заряда; и (2) во всяком замкнутом контуре сумма электродвижущих сил равна сумме разности потенциалов на каждом участке сопротивления.

Постоянная Стефана-Больцмана Энергия, поступившая к поверхности Солнца (или к поверхности любого горячего объекта), покидает его в виде излучения E = σT ⁴

где Т — температура (в кельвинах), а σ — постоянная Больцмана.

Итак, согласно этому закону любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, излучает энергию.