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激光原理简介
武汉大学物理科学与技术学院
第一讲激光产生的基本原理
武汉大学物理科学与技术学院
常见光源
热光源:热光源是主要由热能转化为辐射
的光源,例如白炽灯是物体加热
到白炽程度而发光。
非热光源:例如气体放电光源,是电极之
间的高压电场使得电路中的电子逸出电极
并加速,与放电管中的气体原子相碰撞,
使其跃迁到高能级,并随后自发辐射跃迁
产生光波。
武汉大学物理科学与技术学院
热辐射:受热物体的辐射叫热辐射。
为什么要研究热辐射?
由于许多常见的辐射源,都是具有一
定温度的热源,所以要研究热辐射。
武汉大学物理科学与技术学院
热辐射的基本规律研究
1.任意物体在热平 辐射条件下的辐射规律
2. 黑体辐射的规律 普朗克公式、维恩位移
定律、斯忒藩 玻尔兹曼定律。
3. 由上述定律得到黑体辐射源在某一温度下
的光谱辐出度和全辐出度。
4. 引入物体发射率,可把任意物体的辐射与
已知的黑体辐射联系起来。
武汉大学物理科学与技术学院
热辐射的量子理论 普朗克黑体辐射公式
2 pn 2 h
ro (n , T ) 2 . h / k T
c e 1
普朗克公式给出了黑体辐射的光谱分布公式
黑体的光谱辐出度表达式
8 pn 2 h
u ( n , T ) 3 . h / k T
c e 1
辐射场的能量密度表达式
武汉大学物理科学与技术学院
8pn 2 h
u (n , T ) n E 3 . h / k T
c e 1
其中:
8pn 2 腔内单位体积中频率处于ν附
n
c 3 近单位频率间隔内的光波模式数
h 温度为T 的热平衡情况下
E h / k T 黑体分配到腔内每个模式
e 1 上的平均能量
武汉大学物理科学与技术学院
黑体辐射源的光子简并度
_ E 1
n
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