Какое явление физики описывается, если энергия на нижнем энергетическом уровне атомов активной среды меньше

Musya

58

Если энергия на нижнем энергетическом уровне атомов активной среды меньше, чем на верхних возбужденных уровнях, то речь идет о явлении физики, называемом обратной заселенностью (инверсией населенности).

В активной среде присутствуют атомы или молекулы, способные поглощать энергию и переходить на более высокий энергетический уровень (возбуждение). Обычно, при таком переходе, атом или молекула излучает фотон и возвращается на более низкий уровень энергии (спонтанное излучение). Это называется стимулированным эмиссионным излучением.

Однако, при наличии обратной заселенности, большинство атомов или молекул находятся на верхних возбужденных уровнях энергии, и на нижних уровнях находится меньше атомов или молекул. В таком случае, при возбуждении активной среды, большинство атомов или молекул переходят на нижние уровни энергии из верхних, что приводит к накоплению энергии на нижних уровнях. При спонтанном излучении, большинство атомов или молекул переходят на нижние уровни, и при этом излучают световые фотоны. Таким образом, возникает явление усиления светового излучения, и это явление называется обратной заселенностью.

Обратная заселенность играет важную роль в лазерных устройствах, где используется активная среда, такая как поксид иона неодима или гелий-неоновый газ. В таких устройствах обратная заселенность создается путем накачки энергии в активную среду, что приводит к созданию инверсии населенности и усиления светового излучения до достаточно высокой интенсивности для генерации лазерного излучения.

Таким образом, обратная заселенность - это физическое явление, при котором энергия на нижнем уровне атомов активной среды меньше, чем на верхних возбужденных уровнях, и которое приводит к усилению светового излучения. Оно является основой работы лазеров и имеет широкий спектр применений в науке и технике.