Laser ແລະລະບົບການປຸງແຕ່ງຂອງມັນ

1. ຫຼັກການຂອງການຜະລິດເລເຊີ

ໂຄງສ້າງປະລໍາມະນູແມ່ນຄ້າຍຄືລະບົບແສງຕາເວັນຂະຫນາດນ້ອຍ, ມີແກນປະລໍາມະນູຢູ່ເຄິ່ງກາງ. ອິເລັກໂທຣນິກ ໝູນວຽນຮອບແກນປະລໍາມະນູຢູ່ສະເໝີ ແລະ ແກນປະລໍາມະນູຍັງໝູນວຽນຢູ່ສະເໝີ.

ແກນແມ່ນປະກອບດ້ວຍ protons ແລະ neutrons. Protons ຖືກຄິດຄ່າໃນທາງບວກແລະ neutrons ບໍ່ໄດ້ຄິດຄ່າ. ຈໍານວນຂອງຄ່າບວກທີ່ດໍາເນີນໂດຍນິວເຄລຍທັງຫມົດແມ່ນເທົ່າກັບຈໍານວນຂອງຄ່າລົບທີ່ດໍາເນີນໂດຍເອເລັກໂຕຣນິກທັງຫມົດ, ດັ່ງນັ້ນໂດຍທົ່ວໄປອະຕອມແມ່ນເປັນກາງກັບໂລກພາຍນອກ.

ເທົ່າທີ່ມະຫາຊົນຂອງອະຕອມມີຄວາມກັງວົນ, ນິວເຄລຍໄດ້ສຸມໃສ່ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງມະຫາຊົນຂອງອະຕອມ, ແລະມະຫາຊົນທີ່ຖືກຍຶດໂດຍເອເລັກໂຕຣນິກທັງຫມົດແມ່ນນ້ອຍຫຼາຍ. ໃນໂຄງສ້າງປະລໍາມະນູ, ນິວເຄລຍພຽງແຕ່ຄອບຄອງພື້ນທີ່ຂະຫນາດນ້ອຍ. ອິເລັກໂທຣນິກຫມຸນຮອບນິວເຄລຍ, ແລະອິເລັກຕອນມີພື້ນທີ່ກວ້າງກວ່າສໍາລັບກິດຈະກໍາ.

ປະລໍາມະນູມີ "ພະລັງງານພາຍໃນ", ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍສອງພາກສ່ວນ: ຫນຶ່ງແມ່ນວ່າເອເລັກໂຕຣນິກມີຄວາມໄວວົງໂຄຈອນແລະພະລັງງານ kinetic ທີ່ແນ່ນອນ; ອີກອັນ ໜຶ່ງ ແມ່ນວ່າມີໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງອິເລັກຕອນທີ່ຖືກຄິດຄ່າ ທຳ ນຽມທາງລົບແລະນິວເຄລຍທີ່ຖືກຄິດຄ່າ ທຳ ນຽມທາງບວກ, ແລະມີພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງທີ່ແນ່ນອນ. ຜົນລວມຂອງພະລັງງານ kinetic ແລະພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທັງຫມົດແມ່ນພະລັງງານຂອງອະຕອມທັງຫມົດ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າພະລັງງານພາຍໃນຂອງອະຕອມ.

ເອເລັກໂຕຣນິກທັງຫມົດ rotate ປະມານແກນ; ບາງຄັ້ງໃກ້ຊິດກັບແກນ, ພະລັງງານຂອງເອເລັກໂຕຣນິກເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນນ້ອຍກວ່າ; ບາງຄັ້ງໄກຈາກແກນ, ພະລັງງານຂອງເອເລັກໂຕຣນິກເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າ; ອີງຕາມຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການປະກົດຕົວ, ປະຊາຊົນແບ່ງຊັ້ນເອເລັກໂຕຣນິກອອກເປັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ” “ລະດັບພະລັງງານ”; ໃນ "ລະດັບພະລັງງານ" ທີ່ແນ່ນອນ, ອາດຈະມີເອເລັກໂຕຣນິກຫຼາຍວົງໂຄຈອນເລື້ອຍໆ, ແລະແຕ່ລະເອເລັກໂຕຣນິກບໍ່ມີວົງໂຄຈອນຄົງທີ່, ແຕ່ເອເລັກໂຕຣນິກເຫຼົ່ານີ້ທັງຫມົດມີລະດັບພະລັງງານດຽວກັນ; "ລະດັບພະລັງງານ" ແມ່ນໂດດດ່ຽວຈາກກັນແລະກັນ. ແມ່ນແລ້ວ, ພວກມັນຖືກແຍກອອກຕາມລະດັບພະລັງງານ. ແນວຄວາມຄິດຂອງ "ລະດັບພະລັງງານ" ບໍ່ພຽງແຕ່ແບ່ງເອເລັກໂຕຣນິກອອກເປັນລະດັບຕາມພະລັງງານ, ແຕ່ຍັງແບ່ງຊ່ອງວົງໂຄຈອນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກອອກເປັນຫຼາຍລະດັບ. ໃນສັ້ນ, ປະລໍາມະນູອາດຈະມີຫຼາຍລະດັບພະລັງງານ, ແລະລະດັບພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນສອດຄ່ອງກັບພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ; ອິເລັກຕອນບາງວົງໂຄຈອນຢູ່ໃນ "ລະດັບພະລັງງານຕໍ່າ" ແລະບາງເອເລັກໂຕຣນິກວົງໂຄຈອນຢູ່ໃນ "ລະດັບພະລັງງານສູງ".

ໃນປັດຈຸບັນ, ຫນັງສືຟີຊິກໂຮງຮຽນຊັ້ນກາງໄດ້ກໍານົດຢ່າງຊັດເຈນລັກສະນະໂຄງສ້າງຂອງອາຕອມບາງ, ກົດລະບຽບການແຜ່ກະຈາຍຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນແຕ່ລະຊັ້ນເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະຈໍານວນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນລະດັບພະລັງງານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ໃນລະບົບປະລໍາມະນູ, ອິເລັກຕອນໂດຍພື້ນຖານແລ້ວເຄື່ອນຍ້າຍໃນຊັ້ນຕ່າງໆ, ມີບາງປະລໍາມະນູໃນລະດັບພະລັງງານສູງແລະບາງອັນໃນລະດັບພະລັງງານຕ່ໍາ; ເນື່ອງຈາກວ່າປະລໍາມະນູໄດ້ຮັບຜົນກະທົບສະເຫມີໂດຍສະພາບແວດລ້ອມພາຍນອກ (ອຸນຫະພູມ, ໄຟຟ້າ, ການສະກົດຈິດ), ລະດັບພະລັງງານສູງຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນບໍ່ສະຖຽນລະພາບແລະຈະມີການປ່ຽນແປງໂດຍທໍາມະຊາດໄປສູ່ລະດັບພະລັງງານຕ່ໍາ, ຜົນກະທົບຂອງມັນອາດຈະຖືກດູດຊຶມ, ຫຼືມັນອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຜົນກະທົບຕື່ນເຕັ້ນພິເສດແລະເຮັດໃຫ້ເກີດ ". ການປ່ອຍອາຍພິດ spontaneous.” ດັ່ງນັ້ນ, ໃນລະບົບປະລໍາມະນູ, ເມື່ອເອເລັກໂຕຣນິກລະດັບພະລັງງານສູງປ່ຽນໄປສູ່ລະດັບພະລັງງານຕ່ໍາ, ປະກົດການສອງຢ່າງ: "ການປ່ອຍອາຍພິດໂດຍທໍາມະຊາດ" ແລະ "ການປ່ອຍອາຍພິດກະຕຸ້ນ".

ລັງສີ spontaneous, ເອເລັກໂຕຣນິກຢູ່ໃນລັດທີ່ມີພະລັງງານສູງແມ່ນບໍ່ຫມັ້ນຄົງແລະ, ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກສະພາບແວດລ້ອມພາຍນອກ (ອຸນຫະພູມ, ໄຟຟ້າ, ການສະກົດຈິດ), ເຄື່ອນຍ້າຍ spontaneous ກັບລັດພະລັງງານຕ່ໍາ, ແລະພະລັງງານເກີນແມ່ນ radiated ໃນຮູບແບບຂອງ photons. ຄຸນລັກສະນະຂອງຮັງສີຊະນິດນີ້ແມ່ນວ່າການຫັນປ່ຽນຂອງແຕ່ລະເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນປະຕິບັດເປັນເອກະລາດແລະແບບສຸ່ມ. ລັດ photon ຂອງການປ່ອຍອາຍພິດ spontaneous ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ. ການປ່ອຍອາຍພິດໂດຍທໍາມະຊາດຢູ່ໃນສະພາບ "ບໍ່ສອດຄ່ອງ" ແລະມີທິດທາງກະແຈກກະຈາຍ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, radiation spontaneous ມີລັກສະນະຂອງອະຕອມຂອງຕົນເອງ, ແລະ spectra ຂອງ radiation spontaneous ຂອງປະລໍາມະນູທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ. ເມື່ອເວົ້າເຖິງເລື່ອງນີ້, ມັນເຕືອນຄົນກ່ຽວກັບຄວາມຮູ້ພື້ນຖານດ້ານຟີຊິກ, "ວັດຖຸໃດກໍ່ຕາມມີຄວາມສາມາດ radiation ຄວາມຮ້ອນ, ແລະວັດຖຸມີຄວາມສາມາດໃນການດູດຊຶມແລະປ່ອຍຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ຄື້ນ​ແມ່​ເຫຼັກ​ໄຟ​ຟ້າ radiated ໂດຍ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ມີ​ການ​ແຜ່​ກະ​ຈາຍ​ສະ​ເພາະ​ໃດ​ຫນຶ່ງ spectrum​. spectrum ນີ້ ການແຜ່ກະຈາຍແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄຸນສົມບັດຂອງວັດຖຸຕົວມັນເອງແລະອຸນຫະພູມຂອງມັນ.” ເພາະສະນັ້ນ, ເຫດຜົນສໍາລັບການທີ່ມີຢູ່ແລ້ວຂອງ radiation ຄວາມຮ້ອນແມ່ນການປ່ອຍອາຍພິດ spontaneous ຂອງປະລໍາມະນູ.

ໃນການປ່ອຍອາຍພິດທີ່ຖືກກະຕຸ້ນ, ເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີລະດັບພະລັງງານສູງປ່ຽນໄປສູ່ລະດັບພະລັງງານຕ່ໍາພາຍໃຕ້ "ການກະຕຸ້ນ" ຫຼື "ການກະຕຸ້ນ" ຂອງ "photons ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບເງື່ອນໄຂ" ແລະ radiate photon ຂອງຄວາມຖີ່ດຽວກັນກັບ photon ເຫດການ. ຄຸນນະສົມບັດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງຮັງສີກະຕຸ້ນແມ່ນວ່າໂຟຕອນທີ່ຜະລິດໂດຍລັງສີກະຕຸ້ນມີສະພາບດຽວກັນກັບ photons ເຫດການທີ່ສ້າງຮັງສີກະຕຸ້ນ. ພວກເຂົາຢູ່ໃນສະຖານະ "ສອດຄ່ອງ". ພວກເຂົາເຈົ້າມີຄວາມຖີ່ດຽວກັນແລະທິດທາງດຽວກັນ, ແລະມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ຢ່າງສົມບູນທີ່ຈະຈໍາແນກທັງສອງ. ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງນັ້ນ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ໜຶ່ງໂຟຕອນກາຍເປັນສອງໂຟຕອນທີ່ຄືກັນໂດຍຜ່ານການປ່ອຍອາຍພິດທີ່ຖືກກະຕຸ້ນ. ນີ້ ໝາຍ ຄວາມວ່າຄວາມສະຫວ່າງຈະເພີ່ມຂື້ນ, ຫຼື "ຂະຫຍາຍ".

ຕອນນີ້ໃຫ້ເຮົາວິເຄາະອີກເທື່ອໜຶ່ງ, ຕ້ອງມີເງື່ອນໄຂໃດແດ່ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ລັງສີທີ່ກະຕຸ້ນເລື້ອຍໆ ແລະ ຫຼາຍຂຶ້ນ?

ພາຍໃຕ້ສະຖານະການປົກກະຕິ, ຈໍານວນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນລະດັບພະລັງງານສູງແມ່ນສະເຫມີຫນ້ອຍກ່ວາຈໍານວນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນລະດັບພະລັງງານຕ່ໍາ. ຖ້າທ່ານຕ້ອງການໃຫ້ອະຕອມຜະລິດລັງສີທີ່ກະຕຸ້ນ, ທ່ານຕ້ອງການເພີ່ມຈໍານວນເອເລັກໂຕຣນິກໃນລະດັບພະລັງງານສູງ, ດັ່ງນັ້ນທ່ານຕ້ອງການ "ແຫຼ່ງປັ໊ມ", ເຊິ່ງຈຸດປະສົງແມ່ນເພື່ອກະຕຸ້ນໃຫ້ມີອິເລັກຕອນທີ່ມີພະລັງງານຕ່ໍາຫຼາຍຂື້ນກັບລະດັບພະລັງງານສູງ. , ດັ່ງນັ້ນຈໍານວນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກລະດັບພະລັງງານສູງຈະຫຼາຍກ່ວາຈໍານວນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກລະດັບພະລັງງານຕ່ໍາ, ແລະ "ການປີ້ນກັບຈໍານວນ particle" ເກີດຂຶ້ນ. ອິເລັກຕອນທີ່ມີພະລັງງານສູງຫຼາຍເກີນໄປສາມາດຢູ່ເປັນເວລາສັ້ນໆເທົ່ານັ້ນ. ເວລາຈະເຕັ້ນໄປຫາລະດັບພະລັງງານຕ່ໍາ, ດັ່ງນັ້ນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການກະຕຸ້ນການປ່ອຍອາຍພິດຂອງຮັງສີຈະເພີ່ມຂຶ້ນ.

ແນ່ນອນ, "ແຫຼ່ງປັ໊ມ" ຖືກກໍານົດໄວ້ສໍາລັບປະລໍາມະນູທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ມັນເຮັດໃຫ້ອິເລັກຕອນ "ດັງ" ແລະອະນຸຍາດໃຫ້ເອເລັກໂຕຣນິກລະດັບພະລັງງານຕ່ໍາຫຼາຍເພື່ອເຕັ້ນໄປຫາລະດັບພະລັງງານສູງ. ຜູ້ອ່ານສາມາດເຂົ້າໃຈໄດ້ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ, ເລເຊີແມ່ນຫຍັງ? ເລເຊີຖືກຜະລິດແນວໃດ? ເລເຊີແມ່ນ "ລັງສີແສງສະຫວ່າງ" ທີ່ "ຕື່ນເຕັ້ນ" ໂດຍປະລໍາມະນູຂອງວັດຖຸພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງ "ແຫຼ່ງປັ໊ມ". ນີ້ແມ່ນເລເຊີ.