严第十六章光的量子性和激光基础 光的波动性 可以很好地解释光传播时的干涉、衍射、偏 天津大学精仪学院 振等现象 光的量子性 黑体辐射、光电效应等 天津大学作 24
1 第十六章 光的量子性和激光基础 光的波动性 可以很好地解释光传播时的干涉、衍射、偏 振等现象。 光的量子性 黑体辐射、光电效应等
第一节光的量子性 、光电效应与爱因斯坦光子学说 、光电效应规律(如图16-1所示) (1)对某一光电阴极材料而言,在入射光频率不变的条件下, 饱和电流的大小与入射光的强度成正比 (2)光电子的能量与入射光的强哭无关,而只与入射光的频率有关, 天津大学精仪学院 频率越高,光电子的能量越大。 (3)入射光有一截止频率,在这个极限频率以下,不论入射光多强, 照射时间多长,都没有光电子发射。这一截止频率称为光电效 应的红限。不同的金属具有不同的红限 (4)即使光的强度非常弱,只要照射光的频率大于某一极限值,在 开始照射后就有光电子产生,不存在一个可测的弛豫时间。 2、爱因斯坦光子学说 天津大学作 24
2 第一节 光的量子性 一、光电效应与爱因斯坦光子学说 1、光电效应规律（如图16－1所示） （1）对某一光电阴极材料而言，在入射光频率不变的条件下， 饱和电流的大小与入射光的强度成正比。 （2）光电子的能量与入射光的强哭无关，而只与入射光的频率有关， 频率越高，光电子的能量越大。 （3）入射光有一截止频率，在这个极限频率以下，不论入射光多强， 照射时间多长，都没有光电子发射。这一截止频率称为光电效 应的红限。不同的金属具有不同的红限。 （4）即使光的强度非常弱，只要照射光的频率大于某一极限值，在 开始照射后就有光电子产生，不存在一个可测的弛豫时间。 2、爱因斯坦光子学说
二、光的波粒二象性 光既表现出明显的波动性,又表 天津大学精仪学院 现出勿容置疑的粒子性,这就是光的 波粒二象性。 天津大学作 24
3 二、光的波粒二象性 光既表现出明显的波动性，又表 现出勿容置疑的粒子性，这就是光的 波粒二象性
、光发射与吸收的量子模型及激发方式 1丶光发射与吸收的量子模型 天津大学精仪学院 2丶激发方式(加热、辐射激发丶碰撞激发 天津大学作 24
4 三、光发射与吸收的量子模型及激发方式 1、光发射与吸收的量子模型 2、激发方式（加热、辐射激发、碰撞激发）
第二节光的自发发射、受激发射 和受激吸收 、光的自发发射 处在高能级上的原子,都具有向往稳定而自发地回到地能 级状态的特性。当它们纷纷回袄低能级时,它们就以光的形式 天津大学精仪学院 释放出能量来。这就是原子的自发发射。由于每个原子的跃迁 都是自发和独立进行的,因此它们辐射出的光波方向和相位都 不一致。对于二能级系统中的原子跃迁来说,它们发射出的光 波列的频率是相同的,但相位却是不相关的,波列的偏振方向 和传播方向也是随机分布的。因此原子自发发射出来的光波, 在物理上称之为非相干的自然光 天津大学作 自发发射几率与激发态寿命成反比 24
5 第二节 光的自发发射、受激发射 和受激吸收 一、光的自发发射 处在高能级上的原子，都具有向往稳定而自发地回到地能 级状态的特性。当它们纷纷回袄低能级时，它们就以光的形式 释放出能量来。这就是原子的自发发射。由于每个原子的跃迁 都是自发和独立进行的，因此它们辐射出的光波方向和相位都 不一致。对于二能级系统中的原子跃迁来说，它们发射出的光 波列的频率是相同的，但相位却是不相关的，波列的偏振方向 和传播方向也是随机分布的。因此原子自发发射出来的光波， 在物理上称之为非相干的自然光。 自发发射几率与激发态寿命成反比