ЛАЗЕРЫ

Разбираемся:

• Как согласно модели Бора происходит излучение атома?
• Как долго атом может находиться в возбуждённом состоянии?

Спонтанное излучение. Из возбуждённого состояния атом может перейти в основное состояние, которому соответствует более низкий энергетический уровень. При этом происходит излучение.

В возбуждённом состоянии атом может находиться примерно 10^-8 с. Процесс излучения случаен, поэтому электромагнитные волны, излучаемые различными атомами, некогерентны.

Индуцированное излучение. В 1917 г. Эйнштейн предсказал возможность так называемого индуцированного (вынужденного) излучения света атомами.

Характерной особенностью этого излучения является то, что возникшая при индуцированном излучении световая волна не отличается от волны, падающей на атом, ни частотой, ни фазой, ни поляризацией; таким образом, падающая и излучённая волны являются когерентными.

На языке квантовой теории вынужденное излучение означает переход атома из высшего энергетического состояния в низшее, но не самопроизвольный, как при обычном излучении, а под влиянием падающего электромагнитного излучения.

Ещё в 1940 г. советский физик В. А. Фабрикант указал на возможность использования явления вынужденного излучения для усиления электромагнитных волн.

В 1954 г. советские учёные Н. Г. Басов и А. М. Прохоров и независимо от них американский физик Ч. Таунс использовали явление индуцированного излучения для создания микроволнового генератора радиоволн с длиной волны \(\lambda = 1,27\) см. Приборы, созданные этими учёными и работающие в диапазоне сантиметровых волн, получили название мазеров.

В 1960 г. в США был создан первый лазер — квантовый генератор волн в видимой части спектра.