激光基础知识：光是如何产生的？

1.光的产生

1)物质的组成

世界上能看到的任何宏观物质都是由原子、分子、离子等微观粒子构成。其中，分子是 原子通过共价键结合形成的，离子是原子通过离子键结合形成的，所以归根结底，物质是由 原子构成的，如图1-1所示。

2)原子的结构

原子是由居于原子中心的带正电的原子核 和核外带负电的电子构成的，如图1-2所示。

根据量子理论，同一个原子内的电子在不连 续的轨道上运动，并且可以在不同的轨道上运
动，如同一辆车在高速公路上可以开得快，在市 区里就开得慢一样。

在图1-3所示的玻尔的原子模型中，电子分别可以有三条轨道,原子对 应不同轨道有三个不同的能级。

当n = l时，电子与原子核之间距离小,原子处于低能级的稳定状态，又称为基态*

当;|>1时,电子与原子核之间距离变大，原子跃迁到高能级的非稳定状态，又称为激发态。

3)原子的发光

激发态的原子不会长时间停留在高能级上，它会自发地向低能级的基态跃迁，并释放出 它的多余的能量。

如果原子是以光子的形式释放能量，这种跃迁称为自发辐射跃迁，此时宏观上可以看到 物质正在以特定频率发光，其频率由发生跃迁的两个能级的能量差决定：
V= (E2-E1)/h

式中4为普朗克常数，6. 626X10 34 j乘s;v为光的频率lS-1

自发辐射跃迁是除激光以外萁他4源的发光方式〗它是随机跃迁过程，发出的光在相 位、偏振态和传播方向上都彼此无关。

由此可以看出，物质发光的本质是物质的原子、分子或离子处于较高的激发状态时，从较高 能级向低能级跃迁，并自发地把过多的能量以光子的形式发射出来的绰果，如图1-3所示。