第282章 受激辐射!激光原理!验证光的波粒二象性!

 爱因斯坦在电子自发吸收和自发辐射,两种跃迁方式的示意图旁,又加了一个示意图。 

 只不过这个示意图相比前两个,多了一个东西。 

 左边有一小段带箭头的波浪线。 

 右边是两小段同样的波浪线。 

 这表示它们应该是同样的东西。 

 爱因斯坦说道:“这个波浪线箭头代表一个光量子。” 

 “而示意图表示的,就是光量子和激发态电子碰撞的过程。” 

 “当电子已经处在激发态时,如果这时候我们用一个光量子去撞击电子,那么电子并不会吸收这个光量子的能量。” 

 “电子会受到碰撞,立刻向低能级跃迁。” 

 “而且在跃迁的过程中,会释放出和碰撞它的光量子一模一样的一个光量子。” 

 “波长、偏振等性质完全一样。” 

 “这种电子跃迁方式,我把它叫做【受激辐射】。” 

 “用于撞击的光量子的能量,需要等于高能级和低能级的差值。” 

 接着爱因斯坦开始计算,把光量子和电子看成小球,使用力学公式进行模拟计算。 

 “我想在座的各位,一定会有疑问。” 

 “这个所谓的受激辐射和自发辐射有什么区别吗?” 

 “因为两种过程中,电子发射出的光量子的频率都是一样的。” 

 “它只和能级差有关。” 

 “是的,光量子的频率没有区别。” 

 “但是自发辐射的光量子形成的电磁波,它们的相位、偏振、传播方向各不相同。” 

 “而受激辐射的光量子形成的电磁波,与外来光量子的性质完全一样。” 

 “因此受激辐射发出的电磁波具有相干性。” 

 哗! 

 一说到相干性,在场的哪怕是学生也都能理解。 

 因为相干是波动学最基础的概念。 

 所谓相干就是相互干涉。 

 如果两个或以上的波,它们的频率相同,相差恒定,那么它们就是相干的波。 

 电磁波也是波动。 

 所以也有相干的性质。 

 如果两束光的频率相同,相差恒定,那么它们就是相干光。 

 否则就是不相干的光,比如白炽灯的光、太阳光等,都是杂乱的非相干光。 

 相干的光,可以发生相长干涉和相消干涉。 

 也就是通常所说的加强或者减弱。 

 而爱因斯坦提出的受激辐射相干光,不仅仅是频率、相差相同,就连偏振方向和传播方向都是相同的。 

 这可是非常难得的情况。 

 如果他的理论真的能实现,那一定大有用处。 

 李奇维看着爱因斯坦分享完他的理论,心中佩服的五体投地。 

 真实历史上,爱因斯坦在发表完广义相对论之后,就成为了物理学的一代宗师。 

 闲来无事,他觉得太无聊了。 

 于是干脆研究一下量子论吧,谁让它现在很火热呢。 

 没想到,这随便一研究,就搞出了一个重大成果,也就是所谓的受激辐射。 

 这个理论就是后世激光的基础。 

 通过这种方式,大量相干的光量子可以叠加在一起,向前传播而不会四面八方扩散。 

 在极小的面积内,有大量相干光,所以光的强度会非常非常高。 

 从而形成所谓的激光。 

 它的全称就是:原子受激辐射的光。 

 激光是20世纪以来,继核能、电脑,半导体后,人类的又有一个重大发明。 

 它被称为“最快的刀”、“最准的尺”“最亮的光,”,在无数的领域都有重要的作用。 

 人类发明的第一束激光是在1960年。 

 而它的原理是爱因斯坦在1916年就提出。 

 爱因斯坦简简单单就领先时代四十多年。 

 这也是理论远远超前实验的例子。 

 此刻,在场的大佬们都被爱因斯坦的理论功底折服。 

 竟然凭借理论推导,就发现了一个全新的跃迁方式。 

 而且这个理论好像还有很大的应用价值。 

 “果然不愧是和布鲁斯一起发表狭义相对论的人,这个想法确实很天才。” 

 “我甚至觉得凭借这个理论,未来是不是会造出一种光武器。” 

 “如果有无穷的光叠加的话,那形成的能量将会非常恐怖。” 

 “爱因斯坦这是弄出了一个了不得的东西啊。” 

 大佬们果然是站得高看得远,很快就发现受激辐射的应用潜力。 

 不过,这对仪器的精密程度和材料要求非常高。 

 凭借现在的技术,想要实现受激辐射,并且把它应用,无异于天方夜谭。