問答題

【計算題】
試證明，由于自發(fā)輻射，原子在E₂能級的平均壽命為

答案：證明如下：根據(jù)自發(fā)輻射的定義可以知道，高能級上單位時間粒子數(shù)減少的量，等于低能級在單位時
間內(nèi)粒子數(shù)的增加。即...

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【計算題】在紅寶石調(diào)Q激光器中，有可能將幾乎全部C_r⁺³離子激發(fā)到激光上能級并產(chǎn)生激光巨脈沖。設紅寶石棒直徑為1cm，長度為7.5cm，C_r⁺³離子濃度為2·10¹⁹cm^-3，巨脈沖寬度為10ns，求激光的最大能量輸出和脈沖功率。

答案：紅寶石調(diào)Q激光器在反轉(zhuǎn)能級間可產(chǎn)生兩個頻率的受激躍遷，這兩個躍遷幾率分別是47%和53%，其中幾率占53%的躍遷在競爭中...

【計算題】
設一對激光能級為E1和E2（f1=f2），相應的頻率為ν（波長為λ），能級上的粒子數(shù)密度分別為n2和n1，求：
（a）當ν=3000兆赫茲，T=300K的時候，n2/n1=？
（b）當λ=1μm，T=300K的時候，n2/n1=？
（c）當λ=1μm，n2/n1=0.1時，溫度T=？

答案：在熱平衡下，能級的粒子數(shù)按波爾茲曼統(tǒng)計分布，即：
（統(tǒng)計權(quán)重f₁=f₂