同一原子电子跃迁时发射和吸收的光谱是否相同?

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3个答案
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严格地来说有区别

原子对光的吸收只有一种:受激吸收。原子对光的发射却分两种:自发辐射和受激辐射。原子的荧光来自于自发辐射,而受激辐射是原子能产生激光的原因。

原子的自发辐射是一个高斯线形光谱。其半高宽(FWHM)就是电子激发态能级的线宽(激发态能级不是无限细的,而是有宽度,这是由测不准原理决定的)。无论吸收多么强的光,原子的荧光谱的半高宽都是激发态的自然线宽。

原子的受激吸收和受激辐射可以认为是同样的洛伦兹线型光谱。它的半高宽比自发辐射的要宽,即在高斯线形的半高宽的基础上,增加和光的强度成正比的宽度,称为功率加宽。在光非常弱的情况下,这个增宽接近0,此时可认为原子所有的吸收谱和发射谱近似相同;但是在光非常强的情况下,这个谱要比激发态的线宽宽很多,这时原子的吸收谱便不再完全等同于发射谱,因为有个宽度不变的自发辐射一直在那里。

这个洛伦兹线型光谱可以从光学Bloch方程计算得到。见我以前回答过的一个问题,光学Bloch方程的相干项,实部决定了折射率http://www.guokr.com/question/453747/#answer494336 而虚部就决定了这个洛伦兹线性。很神奇吧?两个看似不相关的问题其实来自同一个地方。但这是必然,因为光学Bloch方程是完全从量子力学原理出发研究光于原子相互作用的方程,属于第一性原理计算。因此它必然是光与原子相互作用的诸多现象在量子层面的最根本描述。

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ProtossProbe工程力学专业,果壳SpaceX小组组长

2013-06-01 22:57
支持者: 举报狂魔blindmouse

准确地来说是互补的,发射光谱刚好是吸收光谱上缺的几条线。

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支持者: 举报狂魔blindmouse

应该是完全相同,根据波尔理论,同一原子跃迁时的能量因轨道化理论而变得成为特定值,,所以个人认为应该是相同的,,

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