大家好，本期我們來(lái)介紹原子的兩種輻射-----自發(fā)輻射 、受激輻射

在介紹這兩種輻射之前我們先來(lái)了解一個(gè)概念----能級(jí)

按經(jīng)典電磁理論可以知道，電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)要向周圍空間輻射電磁波，電磁波頻率等于電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率，隨著不斷地向外輻射能量，原子系統(tǒng)的能量逐漸減少，電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑也越來(lái)越小，電子輻射的電磁波頻率也在連續(xù)地變化，因而所呈現(xiàn)的光譜應(yīng)為連續(xù)光譜。由于電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)不斷向外輻射電磁波，電子能量不斷減少，電子將沿螺旋形軌跡逐漸接近原子核，最后落于核上，這樣，原子應(yīng)是一個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)。

但是在實(shí)際實(shí)驗(yàn)里原子的表現(xiàn)卻并不是這樣的，在實(shí)驗(yàn)中原子表現(xiàn)出具有高度的穩(wěn)定性，即使受到外界干擾，不易改變?cè)拥膶傩?；且氫原子所發(fā)出的光譜為線狀光譜，與經(jīng)典電磁理論得出的結(jié)論完全不同。

既然經(jīng)典電磁理論并不能解釋原子系統(tǒng)，那么原子中的電子究竟是怎樣運(yùn)動(dòng)的呢？

在1913年丹麥物理學(xué)家玻爾提出的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)解決了這個(gè)問(wèn)題！原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)，認(rèn)為圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子軌道半徑只能取某些分立的數(shù)值，這種現(xiàn)象叫軌道的量子化，不同的軌道對(duì)應(yīng)著不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子在做高速運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量，因而這些狀態(tài)是穩(wěn)定的。原子在不同的狀態(tài)下有著不同的能量，所以原子的能量也是量子化的，這些能量值就是能級(jí)。

所以最后的出的結(jié)論是：各個(gè)能級(jí)是分立的，是不連續(xù)的！這就是“能級(jí)”的概念了。

自發(fā)輻射 、受激輻射發(fā)生的本質(zhì)是電子可以在不同的軌道間發(fā)生躍遷，電子吸收能量可以從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)或者從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)從而輻射出光子。

電子在變動(dòng)軌道是可以分為兩給狀態(tài)：基態(tài)與激發(fā)態(tài)

基態(tài)：

在正常狀態(tài)下，原子處于最低能級(jí)，電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)的定態(tài)稱為基態(tài)．

激發(fā)態(tài)：

原子吸收能量后從基態(tài)躍遷到較高能級(jí)，電子在較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)的定態(tài)稱為激發(fā)態(tài)．

有了上面的認(rèn)識(shí)，我們可以來(lái)介紹一下自發(fā)輻射了。

原子自發(fā)地從高能級(jí)返回到低能級(jí)并放出光子的過(guò)程，稱為自發(fā)輻射。而這個(gè)過(guò)程所釋放出的能量是固定的，光子的能量為：

hn =E2-E1（也就是兩能級(jí)的能量差）

受激吸收：這個(gè)過(guò)程就是將上面的過(guò)程反過(guò)來(lái)，電子吸收光子后往高能級(jí)躍遷。

接下來(lái)我們來(lái)介紹的是：受激輻射

原子因受外來(lái)光子的刺激而從高能級(jí)狀態(tài)向低能級(jí)狀態(tài)躍遷并輻射光子的過(guò)程，稱為受激輻射。這就相當(dāng)于用一個(gè)特定能量的光子可以重原子里面“勾引”出一個(gè)能量相同的光子出來(lái)。

而且這兩個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)方向也是相同的。

其實(shí)激光的原理也是應(yīng)用了受激輻射，下一期我們來(lái)詳細(xì)了解一下激光的原理！