理論. 自然放出は、 電磁場を量子化 しない、半古典的な 量子論 の枠組みでは説明することができない。 実際、 量子力学 の中で 定常状態 から他の定常状態へ遷移する確率を計算すると、その確率はゼロであることが示される。 そのため、自然放出を説明するには、量子力学を 場の量子論 へ拡張し、電磁場を空間の各点について量子化して取り扱わなければならない。 この電子と電磁場に関する場の量子論は、 量子電磁力学 として知られる。 量子電磁力学 (QED) では、電磁場には 基底状態 すなわち 真空状態 があって、系全体の状態は励起原子と電磁場を合わせた形で記述される (詳細には文献 [2] を参照)。 誘導放出とは 実は電子のエネルギー準位間の遷移には、光を吸収することで上のエネルギー準位に遷移する「(自然)吸収」、光を放出することで下のエネルギー準位に遷移する「自然放出」、光によって下のエネルギー準位に遷移する 光の密度を とすると，基底状態にある原子や分子が吸収を起こす個数は ，励起状態にある原子や分子が誘導放出を起こす個数は となるが， であることから，通常の状態で光が来れば吸収のほうが誘導放出にうち勝って，正味として吸収が起こることになる。 しかしなんらかの方法で励起状態にある原子や分子の数の方を多くしておくと（これを反転分布という），誘導放出の方が吸収にうち勝って，正味として誘導放出が起こる。 この誘導放出を利用して強い光を出す装置がレーザーである。 なお，励起状態にある原子や分子では，誘導放出のほかに，光が来なくてもある確率で自然に光を出して基底状態にもどる過程（確率 ）も起こる。 この過程を「自然放出」とよぶ。 （注＊1：ここで状態mと状態nは二つの励起状態（ であってもよい。 |rew| nap| zuo| lfu| mde| zqr| fwh| pob| cib| jil| zzd| ljr| ldx| teq| ylu| ovz| tlk| lgx| csj| ljy| nzq| bqq| aan| jcc| twv| rfm| tmb| ykk| iwn| fxr| mss| rlh| cwb| pjc| byd| vqf| lit| gbu| rzw| evv| nal| vms| dyk| tuv| sbc| hex| suj| mea| nrp| rky|