Page 52 - 6378

була можливою, повинен існувати ще один тип випромінювання, який отримав назву

індукованого. Ключовими властивостями останнього є не лише залежність від величини
падаючого на активне середовище зовнішнього випромінювання, а й абсолютна

узгодженість його за напрямком, фазою, поляризацією та частотою із зовнішнім. Тобто,

якщо поруч зі збудженим атомом прямуватиме фотон із частотою, зв’язаною
співвідношенням (51) із енергією збудження атома, то відбудеться випромінювання

абсолютно ідентичного фотона, без поглинання падаючого.

Рисунок 21 – Поглинання фотона та перехід атома на вищий енергетичний рівень (а);

спонтанне випромінювання атомом фотона та перехід атому на нижчий енергетичний рівень
(б); індуковане випромінювання (в).

Розглянемо шар прозорої речовини, атоми якої можуть бути у станах з енергіями

та . Нехай дане середовище знаходиться у стані термодинамічної рівноваги, і у ньому

поширюється монохроматичне світло з частотою = ( – )/. Згідно з розподілом

Больцмана кількість атомів , які є у стані з енергією , буде перевищувати кількість

атомів , які знаходяться у стані з енергією , у

− − (52)

= ,

разів. Тут – стала Больцмана; – термодинамічна температура тіла.

Під час проходження випромінювання через речовину матимуть місце одночасно

три процеси: спонтанне та індуковане випромінювання, а також поглинання квантів світла.
Для того щоб термодинамічна рівновага була можливою, ймовірність поглинання фотона

атомом з енергією має дорівнювати ймовірності індукованого випромінювання фотону

атомом з енергією . Оскільки > , то у кінцевому підсумку має спостерігатися