玻尔兹曼分布

-1
∴ 能级E2与E1粒子数密度之比为(通常设E2＞E1):
讨论(设gi= gj) :
n2 g 2 ( E2 E1 ) / kT e n1 g1
n2 e ( E2 E1 ) / kT 1 n1
1、如果E2 - E1很小,且满足
△E = E2 - E1＜＜kT,则
n2 g 2 ( E2 E1 ) / kT e n1 g1
2、 若E1为基能级且E2距E1较远, 即
E2－E1>> kT, 则 n2 ＜＜n1
3、 因E2＞E1,一般有n2＜n1(因为g1和g2为同一数量级即g1≈g2)
即 热平衡状态下, 高能级上的粒子数密度总是较小。 结论: 热平衡状态下, 绝大多数粒子处于基态
总结
1）
E E2 E1 kT
第1章 辐射理论概要与激光产生的条件
• 本章主要内容：
1.光与物质相互作用的三种方式，其中受激辐射是发明激光 器的物理基础；
2.三种跃迁的几率关系--使受激辐射超过吸收并远远超过自 发辐射基本物理条件的实现技术
3.光谱线的宽度，线型函数--对于激光器的性能和激光技术 的发展有重要影响； 4. 激光器系统 基本原理--激光器的物理基础--辐射理论；基本关系-三种跃迁的几率关系；基本结构—激光形成的条件。
一、概念回顾：
1、电子的能级，
E0 , E来自百度文库 , E2 En
2、基态
3、激发态
4、简并能级
5、简并度
二、 玻耳兹曼分布
(热平衡分布)
Ei
E2 E1
ni g i e
kT
其中: T---热平衡时的绝对温度 ni --- 处在能级Ei的粒子数
gi--- 能级Ei的简并度 k---玻耳兹曼分布常数（ k=1.380710-23JK ）
n2 n1 1
2）
E E2 E1 kT
n2 n1 0
3）T>0且E2>E1 ，n2<n1
三、 辐射跃迁和非辐射跃迁
1.跃迁: 粒子由一个能级过渡到另一能级的过程
2.辐射跃迁: 粒子发射或吸收光子的跃迁(满足跃迁选择定则)
3.无辐射跃迁: 既不发射又不吸收光子的跃迁(通过与其它粒 子或气体容器壁的碰撞、或其它能量交换过程)