光子與電子的相互作用過(guò)程包括光子的受激吸收、自發(fā)發(fā)射和受激發(fā)射。圖4-3所示的二能級(jí)系統(tǒng)中,El為穩(wěn)態(tài)低能級(jí)、馬為激發(fā)態(tài)高能級(jí)。M37753FFCFP根據(jù)普朗克定律,原子在高低能級(jí)間的躍遷伴隨著能量大小為高、低能級(jí)差的光子的吸收和發(fā)射的過(guò)程,如式(4.1)所示:

   式中,勿為普朗克常數(shù),v為被吸收或發(fā)射的光子的頻率。

   光子的受激吸收

   原子初態(tài)位于低能級(jí),當(dāng)能量為屁v的入射光子被其吸收后,原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí),此過(guò)程為光的受激吸收,如圖⒋3(a)所示。設(shè)高能級(jí)單位體積內(nèi)的原子數(shù)為蠅,低能級(jí)單位體積內(nèi)的原子數(shù)為蚰,則發(fā)生受激吸收引起的高能級(jí)原子數(shù)增加的速率為.