如设低能级的粒子密度为N1

什么是热平衡时能级粒子数的分布? 玻耳兹曼(Boltzman)分布律.在气体管内,大量的同类气体粒子（指原子或分子等）在运动过程中,彼此会相互碰撞,并且交换能量.有些粒子被激发到高能级,而另外一些粒子则处于低能级.当达到热平衡时,这些粒子在各个能级上是按照一定的统计规律分布的.这个统计规律就是玻耳兹曼分布律.令单位体积中处于高能级E2的粒子数为N2,N2称为处于高能级E2的粒子数密度；N1为处于低能级E1的粒子数密度.则玻耳兹曼分布律可表示为：N2/N1=g2/g1e-(E2-E1)/KT(17-3)式中,K是玻耳兹曼常数,K＝1.38062×10-16erg·K-1（尔格．负一次方开）；g2和g1分别为能级E2和E1的统计权重.（17－3）式又可改写为：N2/g2/N1/g1=e-(E2-E1)/KT(17-4)式中：N2/g2是处于高能极E2的一个能态上的粒子数密度；N1/g1是处于低能级E1的一个能态上的粒子数密度.因E2＞E1,而且T＞O,所以热平衡时,应有：N2/g2(17-5)满足上式的粒子数分布,通常称为粒子数正常分布.什么是粒子反转数 粒子数反转（population inversion）是激光产生的前提。两能级间受激辐射几率与两能级粒子数差有关。正常的热平衡状态下粒子数分布满足玻耳兹曼分布律，是不可能出现粒子数反转分布的，一般要采用适当的激励，破坏热平衡状态，构造粒子数反转分布。在通常情况下，处于低能级E1的原子数大于处于高能级E2的原子数，这种情况得不到激光。为了得到激光，就必须使高能级E2上的原子数目大于低能级E1上的原子数目，因为E2上的原子多，发生受激辐射，使光增强（也叫做光放大）。扩展资料在热平衡状态下，粒子数按能态的分布遵循玻耳兹曼分布律：N/N=g/g·exp[-(E2-E1)/kT]式中k为玻耳兹曼常数，N2、g2和N1、g1分别为高能态E2和低能态E1的粒子数和统计权重。由于E2>E1，T>0，故N1>N2，即高能态上的粒子总少于低能态上的粒子数。于是原子系统的受激吸收过程总占优势。原子系统单位时间内从辐射场所吸收的光子数总是多于受激发射产生的光子数。如果采用适当的激励，破坏热平衡状态，使高能态粒子数多于低能态粒子数，即Δ=N2-N1>0，就说实现了粒子数反转，Δ称反转粒子数。粒子数反转是相对于热平衡分布而言的。当体系处于粒子数反转状态时，受激辐射光子数多于被吸收的光子数，激光发射的声音是什么字 激光发射是没有声音的,只是电玩游戏硬加上Beep声!【激光产生】的原理：若原子或分子等微观粒子具有高能级e2和低能级e1,e2和e1能级上的布居数密度为n2和n1，在两能级间存在低能级向高能级跃迁是吸收能量还是释放能量 低能级向高能级跃迁是吸收能量，因为高能级是指电子能量较高的能级,反之也就是低能级了,所以从低能级跃到高能级，当然就得吸收能量才能实现；由低能级向高能级跃迁时获得能量的方式有两种：场致激发（也叫做光致激发）和碰撞激发。场致激发：当原子处在电磁辐射场中时，原子和辐射场发生相互作用。如果电磁辐射场的频率ν满足hν＝E2－E1（E1和E2分别表示原子发生跃迁前后的两个能级）的关系，那么原子和这个场发生相互作用时，有些原在状态1的原子会吸收一个光子的能量hν＝E2－E1并跃迁到状态2。可见，只有满足能量是原子跃迁前后两能级差的光子才能被原子吸收，而且原子吸收了光子的全部能量。碰撞激发：当原子与其它粒子碰撞时，原子获得的动能和原子内部能量间有转变。如果一部分动能转变为原子的内部能量，原子就吸收能量，从低能级向高能级跃迁，而且吸收的能量也等于跃迁前后两能级的差。粒子与原子的碰撞满足能量守恒和动量守恒定律，因此，原子和粒子碰撞时一般不能把从碰撞过程中获得的动能全部转化为它的内部能量，碰撞后原子仍会保留一部分动能以满足动量守恒原子。可见，只有那些动能大于原子跃迁前后能级差的粒子与原子碰撞，才能使原子发生跃迁。关于光的问题 有如下两种限制条件：同样的视觉亮度；由于人的视觉对蓝光最不敏感，其次是红光，对绿光最敏感，因此要达到同样的亮度，能量（其实是功率）是蓝光》红光》绿光。设激光器的高能级和低能级的能量各为E1和E2，频率为f，相应能级上的粒子密度各为N1和N2。试计算： nbsp;nbsp;E2-E1=hf nbsp;故$E2-E1=hf=h nbsp;故$ nbsp;则 nbsp;故激光炮工作原理 第五节 激光的基本原理一、光与物质的关系前述过光、原子、能级和光谱。物质是由一些同类微粒组成（即原子、分子、离子）。由于这些能级处于不同的能级上，而在这些能级中，用E1及E2分别表示两个能级量，E1所带的能量少，属低能级。E2所带的能量多。为高能级（见图18）。由于粒子所含的能量不同，总的来说粒子在低能级的占多数，高能级的占少数。因此在低能级（E1）中的粒子数大于高能级中（E2）的粒子数。可用e69da5e887aa7a686964616f31333166333166图18表示、低能级（E1E2）上粒子数的分布。图18 粒子二能级分布图光与物质作用有三方面（1）受激吸收 低能级E1的粒子当吸收一定频率r21的外来光能时，粒子的能量就会增到E2＝E1＋hr21(h)表示普朗克常数），粒子就从低能级E1跃迁到高能级E2上，（见图19），这一过程叫做受激吸收，而外来光的能量被吸收，使光减弱。粒子进行跃迁不是自发的，要靠外来光子刺激而进行。粒子是否能吸收发来的光子，还得取决于两个能级（E1和E2）性质和趋近于粒子的光子数的多少有关。而与其它方向。位相等方面就无任何限制。（2）自发辐射处于高能级的粒子很不稳定，不可能长时间的停留在高能级上。以氢原子为例，在高能级停留的时间激光的产生原理 激光的基本原理 1、自发辐射与受激辐射 自发辐射是在没有任何外界作用下，激发态原子自发地从高能级向低能级跃迁，同时辐射出一光子。hn=E2-E1。设发光物质单位体积中处于当”一个”氢原子从n=4的能级向低能级跃迁可能辐射多少种不同波长的光 一个氢原子最多有三种，4-3、3-2和2-1；而一群氢原子最多有六种，4-3、4-2、4-1、3-2、3-1和2-1共六种。量子力学体系状态发生跳跃式变化的过程。原子在光的照射下从高（低）能态跳到低（高）能态发射（吸收）光子的过程就是典型的量子跃迁。即使不受光的照射，处于激发态的原子在真空零场起伏的作用下，也能跃迁到较低能态而发射光子（自发辐射）。除了辐射过程之外，其他散射过程、衰变过程等也都属于量子跃迁。量子跃迁是概率性过程，这是量子规律的根本特征。以原子能级跃迁为例，无法预言某个原子什么时刻发生跃迁，有的原子跃迁可能发生得早，有的原子跃迁可能发生得迟，因此原子处于激发态的寿命不是整齐划一的，但对大量原子来说，激发态的平均寿命是确定的，可以实验测定和理论计算。量子跃迁的速率与体系的相互作用以及跃迁前后的状态有关，并遵从一定的守恒定律。原子能级跃迁所遵从的选择定则就是角动量守恒和宇称守恒的结果。微观粒子量子状态的变化．包括从高能态到低能态以及从低能态到高能态．当粒子由于受热，碰撞或辐射等方式获得了相当于两个能级之差的激发能量时，他就会从能量较低的初态跃迁到能量较高的激发态，但不稳定，有自发地回到稳定状态

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