当前课程知识点:大学物理2 (电磁学、光学和量子物理) > WEEK9 > 光源及发光性质 > 光源的发光特性
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同学们好
我们上面讲了杨氏双缝干涉
讲了干涉的一些规律
下面我们来说说这个光源
究竟这个光源它是怎么发光的
发光的一些机理
这个对于我们理解
干涉的产生很有用处
光源一般说来
我们说最基本的发光单元
就是原子分子等等
那么原子分子
它发光的机理是什么呢
就是能级跃迁辐射
如果两个能级系统的原子
它基态的能级是E1
上面有个能级 激发态的能级是E2
那么当一个电子
从E2能级它跃迁到E1能级的时候
它会辐射出一个光波
那么这个电磁辐射的话呢
它的频率就是它们能级之间的差
除以一个常数
叫普朗克常数
那么这些细节呢
我们将在后面的量子物理里头会介绍
那么这个辐射出来的波
它是一个波列
这个波列的话
具有一定的长度
这个长度就是它发射的时间
乘以它的光传播的速度
这就是波列的长度
所有的发光都是这么来的
那么从光源的角度讲
我们说有普通的光源
也有激光光源
我们先讲讲普通的光源
普通的光源它对应的辐射
称之为自发辐射
就好像刚才我们所看到的
在高能级的一个电子
它跃迁到低能级
它是自发跃迁下来的
自己掉下来了
掉下来以后它就要辐射一个光波出来
那么一个普通的光源
比如说发光的一个物体
那么它有那么大
那么好 它在这一点
它有个原子 它会发光
它这一点的原子也会发光
那么这些发光的两个不同的原子
它们发出来的光
分别发出来的光是独立的
所谓独立指的是
因为它们不同的原子
它们都是自发的辐射
它们互相没有什么关系
从发光的时间
从传播的方向 从频率
从相位 从振动的方向等等
都没有关系
那么同一个原子它发射的两个波列
它们相互之间也是独立的
虽然是同一个原子发的
但是它是先后发的
它先后之间的时间间隔到底多少
相位 振动方向 频率它也没有关系
所以这是普通光源自发辐射的特点
是这个样子的
咱们第二种光源
就是不是普通光源称之为激光光源
现在我们用得很多
那么激光光源它所依据的是受激辐射
那么什么叫受激辐射的话呢
我们说当外界一个光波入射进来
或者说一个光子入射进来
它的频率是v
这个v的大小正好等于
这两个能级的能量的差
除以普朗克常数
这种情况底下
处于上能级的电子
会跟着入射的光波一起发射出去
而发射的频率跟入射光波的频率
完全一样
传播方向完全一样
相位完全一样
振动方向完全一样
这就称之为受激辐射
受激辐射的现象
是爱因斯坦首先提出来的
他在研究黑体辐射的时候
发现如果没有受激辐射这一项
能量守恒不成立
所以他假设应该有这一项
爱因斯坦提出了受激辐射的存在以后
其实告诉了我们一种可能性
当一个光子入射到系统里头
它可能没有被吸收掉
而是诱发了上能级的粒子
产生了一个跟它一模一样的光子
也就是说光是可以放大的
但是如何实现这种放大
困难非常之大
到后来汤斯等人解决了这个问题
所以才发明了激光
激光就是受激辐射
它已经是跟人们的生活紧密相连
同学们
这节课我们就上到这里
-电荷和库仑定律
--引言
--电荷
--库仑定律
-WEEK1--电荷和库仑定律
-电场及叠加原理,电偶极子
--电场和电场强度
-WEEK1--电场及叠加原理,电偶极子
-高斯定律
--电通量
--立体角*
--高斯定律的证明*
--高斯定律和电场线
--高斯定律的应用
-WEEK1--高斯定律
-WEEK1--本周作业
-静电场环路定理、电势和叠加原理
--环路定理
--电势和叠加原理
--电势梯度
--等势面
-WEEK2--静电场环路定理、电势和叠加原理
-静电能
--电荷系静电能
-WEEK2--静电能
-导体静电平衡
--物质中电场
--导体静电平衡
-WEEK2--导体静电平衡
-WEEK2--本周作业
-导体周围电场
-WEEK3--导体周围电场
-静电屏蔽
--导体壳与静电屏蔽
-WEEK3--静电屏蔽
-电容及电容器
--电容及电容器
-WEEK3--电容及电容器
-电介质
--介质对电场的影响
-WEEK3--电介质
-极化强度矢量,极化电荷
--极化强度
--极化电荷
-WEEK3--极化强度矢量,极化电荷
-WEEK3--本周作业
-极化规律、电位移矢量
--电介质的极化规律
-WEEK4--极化规律、电位移矢量
-有介质时静电场能量
-WEEK4--有介质时静电场能量
-电流密度、稳恒电流和稳恒电场
--电流密度
-WEEK4--电流密度、稳恒电流和稳恒电场
-电动势、欧姆定律的微分形式及基尔霍夫定律
--电动势
--欧姆定律
--欧姆定律(续)
-WEEK4--电动势、欧姆定律的微分形式及基尔霍夫定律
-电流微观图像和暂态过程
--电流微观图像
-WEEK4--电流微观图像和暂态过程
-本周作业
--week4--本周作业
-洛仑兹力、磁感应强度
--电流磁效应
--磁场和磁感应强度
-WEEK5--洛仑兹力、磁感应强度
-毕-萨-拉定律、磁场叠加原理和磁场高斯定理
--毕-萨-拉定律
--磁场高斯定律
-WEEK5--毕-萨-拉定律、磁场叠加原理和磁场高斯定理
-静磁场环路定理
-WEEK5--静磁场环路定理
-安培力和霍尔效应
--霍尔效应
--安培力
-WEEK5--安培力和霍尔效应
-WEEK5--本周作业
-载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩、磁矩
-WEEK6--载流线圈在均匀磁场中受的磁力矩、磁矩
-磁介质对磁场的影响和原子磁矩
--磁场中的磁介质
--原子的磁矩
-WEEK6--磁介质对磁场的影响和原子磁矩
-磁化强度矢量、磁化电流和磁场强度H及其环路定理
--磁介质的磁化
--磁化电流
-WEEK6--磁化强度矢量、磁化电流和磁场强度H及其环路定理
-WEEK6--本周作业
-铁磁介质和简单磁路
--磁场的界面关系
--铁磁性材料
-WEEK7--铁磁介质和简单磁路
-法拉第电磁感应定律
-WEEK7--法拉第电磁感应定律
-动生电动势和感生电动势、感生电场和涡流
--动生电动势
--涡电流
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-自感和互感
--自感
--互感
-WEEK7--自感和互感
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--磁场的能量
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-位移电流和麦克斯韦方程组
--麦克斯韦方程组
-WEEK8--位移电流和麦克斯韦方程组
-电磁波、坡因廷矢量和光压
--电磁波
--坡印廷矢量
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--光压——辐射压强
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--week8--本周作业
-波动光学—引言
--波动光学——引言
-WEEK9--波动光学—引言
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--光的干涉
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--光源的发光特性
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-WEEK9--光源及发光性质
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-迈克耳逊干涉仪
--迈克耳逊干涉仪
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--单缝夫琅禾费衍射
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