جزوه فیزیک اتمی و لیزر

فیزیک اتمی و لیزر ایده یک فوتون

الکترون های اطراف هسته دارای ترازهای انرژی هستند. الکترون با جذب انرژی معینی از تراز پایین تر به تراز بالاتر می رود. اما وقتی الکترون از تراز بالاتر به تراز پایین تر باز می گردد مقدار مشخصی انرژی به صورت فوتون گسیل می کند. وقتی الکترون هایِ حالتِ پایه با جذب انرژی به تراز بالاتر می روند گفته می شود اتم در حالت برانگیخته قرار گرفته است.

وقتی اتمی در حالتِ برانگیخته قرار دارد (پس از مدت کوتاهی) الکترون هایی که در تراز بالا هستند به تراز پایین تر باز می گردند و انرژی شان را به صورت فوتون گسیل می کنند. از آنجا که این فرآیند به طور خود به خود صورت می گیرد به آن گسیل خود به خودی می گویند. 

حرکت الکترون از حالت برانگیخته (تراز بالاتر) به حالت پایه (تراز پایین تر) در زمان بسیار کوتاهی رخ می دهد. به عبارتی اتم در حالت برانگیخته پایدار نیست ولی ترازهایی در اتم وجود دارند که الکترون برای مدت قابل توجهی پایدار می مانند و تا موقعی که تحریک خارجی در کار نباشد به تراز پایین تر نمی روند.

این ترازها را ترازهای شبه پایدار می نامند. در این شرایط اگر به الکترون انرژیی معین (برابر اختلاف انرژی ترازی که در آن قرار دارد و تراز پایینی) داده شود، الکترون به تراز پایین می رود و در این شرایط دو برابر انرژی فرودی (یعنی 2 فوتون) گسیل می کند که به چنین گسیلی، گسیل القایی گفته می شود.