物質(zhì)由分子組成，分子由原子組成。實際上原子并不是組成物質(zhì)的最小粒子，它是由原子核和圍繞核旋轉(zhuǎn)的一群
電子組成的一個微觀
系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)的軌道是一組空間的同心園。同心園數(shù)量有限，除允許的軌道外，其它軌道不允許電子存在。
e}F 1ZJz d&N[ \5 q 原子具有內(nèi)能，內(nèi)能的大小不能連續(xù)變化，是一步一步分開的。這種分開的能量叫能級。電子所處狀態(tài)決定能級的高低。通常情況下，電子總是所處在內(nèi)層軌道上，這種狀態(tài)叫基態(tài)或穩(wěn)態(tài)。在整個原子系統(tǒng)中總是絕大多數(shù)電子組處于基態(tài)。在沒有外力作用下，內(nèi)層的電子不會跑到外層上去。也就是說，低能級上的電子不會自動地跑到高能級上去。
P4h^_* d @;^ 7kt 當(dāng)基態(tài)的電子被外部用適當(dāng)?shù)姆绞浇o予一定能量，如光照、電子碰撞、化學(xué)作用或加熱等，就會激發(fā)到高能級上去。相反電子由于原子自身的內(nèi)部矛盾，也會自發(fā)地返回到低級能級上來，這個過程叫自發(fā)躍遷。躍遷是指微觀粒子系統(tǒng)從某一種狀態(tài)到別一種狀態(tài)的過渡。自發(fā)躍遷時原子的內(nèi)能降低了，多余的能量就會釋放出來。釋放的形式有兩種，一種是熱，一種是光。熱叫無輻射躍遷，光叫自發(fā)輻射躍遷，其輻射稱自發(fā)輻射，一般的
光源如電燈的光是自發(fā)躍遷產(chǎn)生的。
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因為原子集團(tuán)中各原子的最外電子不拘一格，輻射物質(zhì)也可能包含多種類的元素。各原子的電子軌道半經(jīng)并不相等，能級間的能量差也不一樣。由于這樣的原子集團(tuán)所輻射的電磁波中，各個模式的強(qiáng)度、頻率、相位、方向可能是千差萬別的，故自發(fā)輻射在
光學(xué)中叫非相干光。日光燈、電燈的輻射都是非相干光、光和無線電波、微波一樣，是電磁能的一種形式，雖然電磁輻射的效應(yīng)隨頻率而變化，但所有的輻射過程的本質(zhì)都是一樣的。
z}772hMB G<dWh.|`= 激光的產(chǎn)生是利用物質(zhì)的一種叫受激輻射的特性，通常是物質(zhì)未受到外界能量的激發(fā)時全部電子都集居在基態(tài)能級A，受到外界的能量激發(fā)后，一部分電子就會上升到能級B的高能級，而后它們很快要以熒光躍遷的形式，衰落到次能級C物質(zhì)。受到刺激后電子在最高能級停留的時間都非常短，大約在10的負(fù)八次方秒以下。但有些物質(zhì)當(dāng)電子躍遷到次高能級能停留較長時間。如紅寶石的鉻離子就能停留幾個毫秒，因而在那里形成一種穩(wěn)定的停留狀態(tài)（亞穩(wěn)態(tài)）。
)/32sz]~ @<^_ _." 電子從亞穩(wěn)態(tài)進(jìn)一步向低能級躍遷時，產(chǎn)生
光子。如果這個光子在光學(xué)諧振腔（兩端是反射鏡的一個腔體）中反射回來，就會誘發(fā)同樣性質(zhì)的躍遷，產(chǎn)生同頻率、同相位的光子。這兩個光子又會再起誘發(fā)作用，如此下去就會產(chǎn)生足夠強(qiáng)的同頻率，同相位的光從光學(xué)諧振腔中具有半透性的那個反射鏡中射出去，這就是受激輻射。
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