光子与原子相互作用

光子与原子相互作用的理论模型适用对象

方法模型

出发点解释现象缺点

经典理论原子系统和场都作

经典处理——场可

以用经典电动力学

的麦克斯韦方程组

来描述；原子中运动

的电子可以看作是

服从经典力学的电

偶极振子。

物质对光的吸收和

色散现象；说明原子

的自发辐射及谱线

密度。描述光和物质

非共振相振的相互

作用（非线性光学效

应）。

从量子力学观点看，

原子模型比较粗糙。

半经典理论电磁场可以用经典

的麦克斯韦方程组

来描述；而原子用量

子力学描述。

建立了完整的兰姆

理论、强度特性（烧

孔效应）、增益饱和

效应；模的相位锁定

效应、激光频率牵引

掩盖了与场有关的

量子化特性的物理

现象，如激光振荡的

线宽极限。振荡过程

的量子起伏效应（噪

声和相干性）等

量子理论电磁场和原子都作

量子化处理，并且将

二者作为一个统一

物理体系加以描述。

相干性、噪声、线宽

极限等

速率方程理论从光子（量子化的辐

射场）与原子的相互

作用出发，忽略了光

子的相位特性和光

子数起伏特性，沿用

受激辐射等概念和

关系。

强度特性、烧孔效

应、兰姆凹陷、多模

竞争等

不能揭示色散（频率

牵引）、量子起伏效

应。