光子与电子的相互作用过程包括光子的受激吸收、自发发射和受激发射。图4-3所示的二能级系统中,El为稳态低能级、马为激发态高能级。M37753FFCFP根据普朗克定律,原子在高低能级间的跃迁伴随着能量大小为高、低能级差的光子的吸收和发射的过程,如式(4.1)所示:

   式中,勿为普朗克常数,v为被吸收或发射的光子的频率。

   光子的受激吸收

   原子初态位于低能级,当能量为屁v的入射光子被其吸收后,原子从低能级跃迁到高能级,此过程为光的受激吸收,如图⒋3(a)所示。设高能级单位体积内的原子数为蝇,低能级单位体积内的原子数为蚰,则发生受激吸收引起的高能级原子数增加的速率为.