大家好，本期我們來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了解一個(gè)概念----能級

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，不易改變原子的屬性；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)假說解決了這個(gè)問題！原子結(jié)構(gòu)假說，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。

所以最后的出的結(jié)論是：各個(gè)能級是分立的，是不連續(xù)的！這就是“能級”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躍遷到高能級或者從高能級躍遷到低能級從而輻射出光子。

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，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，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，我們可以來介紹一下自發(fā)輻射了。

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

hn =E2-E1（也就是兩能級的能量差）

受激吸收：這個(gè)過程就是將上面的過程反過來，電子吸收光子后往高能級躍遷。

接下來我們來介紹的是：受激輻射

原子因受外來光子的刺激而從高能級狀態(tài)向低能級狀態(tài)躍遷并輻射光子的過程，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。

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，下一期我們來詳細(xì)了解一下激光的原理！