انعكاس السكان

في الفيزياء ، وتحديدًا في الميكانيكا الإحصائية ، يحدث انعكاس التوزيع السكاني عندما يكون نظام ما (مثل مجموعة من الذرات أو الجزيئات ) في حالة يكون فيها عدد أكبر من أفراد النظام في حالات طاقة أعلى (مثارة ) مقارنةً بأفراد النظام في حالات طاقة أقل (غير مثارة) . يُطلق عليه اسم "انعكاس" لأنه في العديد من الأنظمة الفيزيائية المألوفة والشائعة في حالة التوازن الحراري ، لا يكون هذا ممكنًا. يُعد هذا المفهوم ذا أهمية جوهرية في علم الليزر، لأن حدوث انعكاس التوزيع السكاني خطوة ضرورية في عمل الليزر القياسي .

حالة

لفهم مفهوم انعكاس التوزيع السكاني، من الضروري فهم بعض مبادئ الديناميكا الحرارية وكيفية تفاعل الضوء مع المادة . ولتحقيق ذلك، من المفيد النظر إلى مجموعة بسيطة للغاية من الذرات التي تشكل وسطًا ليزريًا .

لنفترض وجود مجموعة من $N$ ذرة، كل منها قادرة على التواجد في إحدى حالتي الطاقة التاليتين : إما

الحالة الأرضية ، بطاقة $E1 ؛$ أو
الحالة المثارة ، ذات الطاقة $E 2$ ، حيث $E 2 > E 1$ .

يُعطى عدد هذه الذرات الموجودة في الحالة الأرضية بالرمز $N1 ،$ وعددها في الحالة المثارة بالرمز $N2$ $.$ وبما أن هناك $N$ ذرة إجمالاً، $N_{1}+N_{2}=N$ يُعطى فرق الطاقة بين الحالتين بواسطة $\Delta E_{12}=E_{2}-E_{1},$ يحدد التردد المميز $ν 12$ للضوء الذي سيتفاعل مع الذرات؛ ويُعطى هذا بالعلاقة التالية $E_{2}-E_{1}=\Delta E_{12}=h\nu _{12},$ $حيث h$ هو ثابت بلانك .

إذا كانت مجموعة الذرات في حالة توازن حراري ، فيمكن إثبات من إحصائيات ماكسويل-بولتزمان أن نسبة عدد الذرات في كل حالة تُعطى بنسبة توزيعين بولتزمان ، وهو عامل بولتزمان: ${\frac {N_{2}}{N_{1}}}={\frac {g_{2}}{g_{1}}}\exp {\frac {-(E_{2}-E_{1})}{kT}},$ حيث $T$ هي درجة الحرارة الديناميكية الحرارية لمجموعة الذرات، $و k$ هو ثابت بولتزمان و $g 1$ و $g 2$ هما انحلالات كل حالة.

يمكن حساب نسبة عدد السكان في الحالتين عند درجة $حرارة$ الغرفة ( $T$ ≈ 300 كلفن ) لفرق طاقة $ΔE$ يتوافق مع ضوء بتردد يتوافق مع الضوء المرئي ( $ν$ ≈ 5 × 10¹⁴ هرتز $)$ . في هذه الحالة ، ΔE = E₂ − E₁ ≈ 2.07 إلكترون فولت، و kT ≈ ^0.026 $إلكترون فولت . بما أن E₂$ − $E₁$ $≫$ kT $،$ فإن وسيط الدالة $الأسية$ $في$ $المعادلة$ $أعلاه$ $هو$ $عدد$ سالب كبير، وبالتالي فإن $N₂$ $/$ $N₁$ $صغير جدًا؛ أي$ $أنه$ لا توجد ذرات تقريبًا في الحالة المثارة. عند الوصول إلى حالة التوازن الحراري، يُلاحظ أن حالة الطاقة الأدنى أكثر كثافة من حالة الطاقة الأعلى، وهذه هي الحالة الطبيعية للنظام. مع ازدياد $درجة$ $الحرارة T$ $،$ يزداد عدد الإلكترونات في حالة الطاقة العالية ( $N₂$ )، لكن $N₂$ لا يتجاوز $N₁$ $أبدًا$ $في$ نظام متوازن حراريًا؛ بل عند درجة حرارة لانهائية، تتساوى كثافتا $N₂$ و $N₁$ $.$ بمعنى آخر، لا يمكن أن يحدث انعكاس التوزيع السكاني ( $N2$ $/$ $N1$ $>$ $1$ $) في نظام في حالة توازن حراري. لذا$ $،$ يتطلب تحقيق انعكاس التوزيع السكاني دفع النظام إلى حالة غير متوازنة.

تفاعل الضوء مع المادة

هناك ثلاثة أنواع من التفاعلات المحتملة بين نظام من الذرات والضوء والتي تحظى بالاهتمام:

امتصاص

إذا مرّ ضوء ( فوتونات ) بتردد $ν 12$ عبر مجموعة من الذرات، فمن المحتمل أن تمتصه الإلكترونات الموجودة في الحالة الأرضية، مما يؤدي إلى إثارتها إلى حالة طاقة أعلى. يتناسب معدل الامتصاص طرديًا مع كثافة إشعاع الضوء، وكذلك مع عدد الذرات الموجودة حاليًا في الحالة الأرضية، $N 1$ .

الانبعاث التلقائي

$إذا كانت الذرات في حالة إثارة، فإن$ أحداث الاضمحلال التلقائي إلى الحالة الأرضية ستحدث بمعدل يتناسب مع $N² ،$ $وهو$ عدد الذرات في حالة الإثارة. ويُشع فرق الطاقة بين الحالتين $ΔE₂₁ من الذرة على شكل فوتون بتردد$ $ν₂₁$ $،$ وفقًا لعلاقة التردد والطاقة المذكورة أعلاه $.$

تنبعث الفوتونات بشكل عشوائي ، ولا توجد علاقة طور ثابتة بين الفوتونات المنبعثة من مجموعة من الذرات المثارة؛ بعبارة أخرى، يكون الانبعاث التلقائي غير متماسك . في غياب العمليات الأخرى، يُعطى عدد الذرات في الحالة المثارة عند الزمن $t بالعلاقة التالية:$ $N_{2}(t)=N_{2}(0)\exp {\frac {-t}{\tau _{21}}},$ حيث $N 2 (0)$ هو عدد الذرات المثارة في الوقت $t = 0$ ، و $τ 21$ هو متوسط عمر الانتقال بين الحالتين.

الانبعاث المحفز

$إذا$ كانت الذرة في حالة إثارة، فقد تُثار بمرور فوتون بتردد $ν₁$ يُطابق فجوة الطاقة $ΔE$ للانتقال من حالة الإثارة إلى الحالة الأرضية. في هذه الحالة، تعود الذرة المثارة إلى حالتها الأرضية، وتُنتج فوتونًا ثانيًا بتردد $ν₁$ $.$ لا تمتص الذرة الفوتون الأول، وبالتالي ينتج فوتونان بنفس التردد. تُعرف هذه العملية $بالانبعاث$ المُحفَّز .

على وجه التحديد، تتصرف الذرة المثارة كقطب كهربائي صغير يتذبذب مع المجال الخارجي المؤثر. ومن نتائج هذا التذبذب أنه يحفز الإلكترونات على التحلل إلى أدنى مستوى طاقة. وعندما يحدث هذا نتيجة وجود المجال الكهرومغناطيسي لفوتون، ينطلق فوتون بنفس الطور والاتجاه للفوتون "المحفز"، وتُسمى هذه الظاهرة بالانبعاث المحفز.

يتناسب معدل حدوث الانبعاث المحفز طرديًا مع عدد الذرات $N²$ في الحالة المثارة، وكثافة الإشعاع الضوئي. وقد أثبت ألبرت أينشتاين $أن$ الاحتمال الأساسي لانبعاث فوتون محفز في ذرة مثارة واحدة يساوي تمامًا احتمال امتصاص فوتون بواسطة ذرة في الحالة الأرضية. لذا، عندما يتساوى عدد الذرات في الحالتين الأرضية والمثارة، يكون معدل الانبعاث المحفز مساويًا لمعدل الامتصاص عند كثافة إشعاع معينة.

تكمن السمة الأساسية للانبعاث المحفز في أن الفوتون المُستحث له نفس تردد وطور الفوتون الساقط . بعبارة أخرى، يكون الفوتونان متماسكين . هذه الخاصية هي التي تسمح بالتضخيم الضوئي ، وإنتاج نظام الليزر . أثناء تشغيل الليزر، تحدث جميع تفاعلات الضوء والمادة الثلاثة المذكورة أعلاه. في البداية، تُنشط الذرات من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة من خلال عملية تُسمى الضخ ، والموصوفة أدناه. يتحلل بعض هذه الذرات عبر الانبعاث التلقائي، مُطلقًا ضوءًا غير متماسك على شكل فوتونات بتردد $ν$ . تُعاد هذه الفوتونات إلى وسط الليزر، عادةً بواسطة رنان ضوئي . يمتص بعض هذه الفوتونات بواسطة الذرات في الحالة الأرضية، وتُفقد هذه الفوتونات في عملية الليزر. مع ذلك، يتسبب بعض الفوتونات في انبعاث محفز في الذرات المثارة، مُطلقًا فوتونًا متماسكًا آخر. في الواقع، ينتج عن ذلك التضخيم الضوئي .

إذا كان عدد الفوتونات التي يتم تضخيمها لكل وحدة زمنية أكبر من عدد الفوتونات التي يتم امتصاصها، فإن النتيجة النهائية هي زيادة مستمرة في عدد الفوتونات المنتجة؛ ويقال إن وسط الليزر له كسب أكبر من الواحد.

تذكر من وصف الامتصاص والانبعاث المحفز أعلاه أن معدلات هاتين العمليتين تتناسب طرديًا مع عدد الذرات في الحالة الأرضية والحالة المثارة، $N1$ و $N2 على التوالي. إذا كان$ $عدد$ الذرات في الحالة الأرضية أكبر من عددها في الحالة المثارة ( $N1$ $>$ $N2$ )، فإن عملية الامتصاص هي السائدة، ويحدث انخفاض صافٍ في شدة الفوتونات. أما إذا تساوى عدد الذرات في الحالتين ( $N1$ $=$ $N2$ $)$ $،$ $فإن$ $معدل$ امتصاص الضوء يتوازن تمامًا مع معدل انبعاثه؛ وعندها يُقال إن الوسط $شفاف$ بصريًا .

$إذا كان$ عدد الجسيمات في الحالة ذات الطاقة الأعلى أكبر من عددها في الحالة ذات الطاقة الأدنى ( $N1 < N2 )، فإن عملية الانبعاث هي السائدة، ويشهد الضوء في النظام زيادة صافية في شدته. ومن ثم ، يتضح أنه لإنتاج معدل انبعاثات محفزة أسرع من معدل الامتصاص، يجب أن$ $تكون$ نسبة عدد الجسيمات في الحالتين $N2 / N1 أكبر من 1$ ؛ أي أن انعكاس عدد الجسيمات ضروري لتشغيل الليزر.

قواعد الاختيار

$تُحظر العديد من التحولات التي تتضمن إشعاعًا كهرومغناطيسيًا حظرًا تامًا في ميكانيكا الكم. أما$ التحولات المسموحة فتُوصَف بما يُسمى قواعد الانتقاء ، التي تُحدد الشروط التي يُسمح بموجبها بالانتقال الإشعاعي. على سبيل المثال، لا يُسمح بالتحولات إلا إذا كان $ΔS = 0$ ، حيث $S$ هو الزخم الزاوي الدوراني الكلي للنظام. في المواد الحقيقية، تتدخل عوامل أخرى، مثل التفاعلات مع الشبكة البلورية، لتجاوز القواعد الرسمية من خلال توفير آليات بديلة. في هذه الأنظمة، يمكن أن تحدث التحولات المحظورة، ولكن عادةً بمعدلات أبطأ من التحولات المسموحة. ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك ظاهرة الفسفرة، حيث تمتلك المادة حالة أرضية ذات $S = 0$ ، وحالة مثارة ذات $S = 0$ ، وحالة وسيطة ذات $S = 1.$ يكون الانتقال من الحالة الوسيطة إلى الحالة الأرضية عن طريق انبعاث الضوء بطيئًا بسبب قواعد الانتقاء. وبالتالي، قد يستمر الانبعاث حتى بعد إزالة الإضاءة الخارجية. في المقابل، يتميز التألق في المواد بانبعاث يتوقف عند إزالة الإضاءة الخارجية.

لا تتأثر الانتقالات التي لا تتضمن امتصاص أو انبعاث الإشعاع بقواعد الانتقاء. وقد يحدث الانتقال غير الإشعاعي بين المستويات، كما هو الحال بين حالتي الإثارة $S = 0$ و $S = 1$ ، بسرعة كافية لامتصاص جزء من الإلكترونات في حالة $S = 0$ قبل أن تعود تلقائيًا إلى الحالة الأرضية.

إن وجود حالات وسيطة في المواد أمر ضروري لتقنية الضخ الضوئي لليزر (انظر أدناه).

الخلق

يتطلب تشغيل الليزر انعكاسًا في توزيع الطاقة ، لكن هذا لا يمكن تحقيقه في المجموعة النظرية المذكورة أعلاه من الذرات ذات مستويي الطاقة عندما تكون في حالة توازن حراري. في الواقع، أي طريقة يتم من خلالها إثارة الذرات بشكل مباشر ومستمر من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة (مثل الامتصاص الضوئي) ستصل في النهاية إلى حالة توازن مع عمليات إزالة الإثارة الناتجة عن الانبعاث التلقائي والمحفز. في أفضل الأحوال، يمكن تحقيق توزيع متساوٍ للطاقة في الحالتين، $N₁$ $= N₂ = N₀ / 2 ، مما ينتج عنه شفافية ضوئية ولكن دون أي مكسب ضوئي صافٍ. ولتحقيق ظروف عدم توازن مستدامة، يجب استخدام طريقة غير مباشرة لتوزيع الطاقة في$ الحالة المثارة.

في الليزر

في الليزر ثلاثي المستويات

قد يحقق الليزر ثلاثي المستويات انعكاس التوزيع السكاني. يتكون هذا $الليزر$ من مجموعة من $N$ ذرة، حيث يمكن لكل ذرة أن تتواجد في أي من ثلاث حالات طاقة، هي المستويات 1 و2 و3، بطاقات $E1$ $و$ $E2$ $و$ $E3 على التوالي، وبتوزيعات سكانية N1 وN2 وN3 على التوالي. E1$ $<$ E2 $<$ E3 $؛$ $أي$ أن $طاقة$ المستوى $2$ تقع $بين$ طاقة $المستويين 1$ $و$ $3$ $.$ $ويُشار$ إلى المستوى 1 أيضًا $بالحالة$ الأرضية .

في البداية، يكون نظام الذرات في حالة توازن حراري، وتكون غالبية الذرات في الحالة الأرضية، أي $N1 \approx N$ ، $N2 \approx N3 \approx 0. يمكن إثارة الذرات من المستوى 1 إلى المستوى 3 ،$ وتُسمى هذه العملية بالضخ . يحدث ذلك عند تعريض الذرات لضوء بتردد معين $.$ $\nu _{13}\,=\,{\frac {1}{h}}\left(E_{3}-E_{1}\right),$ تؤدي عملية الامتصاص الضوئي إلى إثارة الإلكترونات من المستوى 1 إلى المستوى 3. وهناك أيضًا طرق لا تتضمن امتصاص الضوء بشكل مباشر، مثل التفريغ الكهربائي أو التفاعلات الكيميائية. يُشار أحيانًا إلى المستوى 3 باسم مستوى الضخ أو نطاق الضخ ، ويُشار $إلى$ انتقال الطاقة $E1 \to E3$ باسم انتقال الضخ (المُشار إليه بالانتقال $P$ في الرسم التوضيحي على اليمين).

عند ضخ الوسط، ينتقل عدد ملحوظ من الذرات إلى المستوى 3، بحيث يكون $N3 > 0.$ وللحصول على وسط مناسب لتشغيل الليزر، من الضروري أن تتحلل هذه الذرات المثارة بسرعة إلى المستوى 2. قد تُنبعث الطاقة المنبعثة في هذا الانتقال على شكل فوتون (انبعاث تلقائي). مع ذلك، عمليًا، $يكون$ الانتقال 3 → 2 عادةً غير إشعاعي (يُشار إليه بالانتقال R في الرسم التخطيطي)، حيث تُنبعث الطاقة على شكل فونونات وتنتقل إلى الحركة الاهتزازية ( الحرارة ) للمادة المحيطة بالذرات، دون توليد فوتون. تُسمى هذه الظاهرة أحيانًا بالتثبيط التصادمي . ^{[ 1 ]}

$قد يتحلل إلكترون في المستوى 2 بانبعاث$ $تلقائي إلى المستوى 1، مطلقًا فوتونًا بتردد ν₁₂ (يُعطى بالعلاقة E₂ - E₁ = hν₁₂$ $)$ ، $ويُسمى$ هذا $الانتقال انتقال الليزر s ($ المُشار إليه بالانتقال L في الرسم التوضيحي). إذا كان عمر هذا الانتقال، $τ₂₁$ $،$ أطول بكثير من عمر الانتقال غير الإشعاعي 3 → 2، $τ₃₂$ $($ إذا كان $τ₂₁$ $≫$ $τ₃₂$ $،$ $وهو$ ما يُعرف بنسبة العمر المُفضلة ) $،$ $فإن$ عدد الذرات في المستوى $E₃$ $سيكون$ معدومًا تقريبًا ( $N₃$ $\approx 0 )$ $،$ وسيتراكم عدد من الذرات في الحالة المُثارة في المستوى 2 ( $N₂$ $>$ $0$ ). إذا أمكن تراكم أكثر من نصف الذرات N في هذه الحالة، فسيتجاوز هذا عدد الذرات في الحالة الأرضية $N₁$ $.$ وهكذا تم تحقيق انعكاس السكان ( $N$ $2$ $>$ $N$ $1$ ) بين المستوى 1 و 2، ويمكن الحصول على التضخيم البصري عند التردد $ν$ $21 .$

نظرًا لأنه يجب إثارة نصف الذرات على الأقل من حالتها الأرضية لتحقيق انعكاس التوزيع السكاني، فإن وسط الليزر يتطلب ضخًا قويًا للغاية. وهذا ما يجعل ليزرات المستويات الثلاثة غير فعالة نسبيًا، على الرغم من كونها أول نوع من الليزرات تم اكتشافه (استنادًا إلى وسط ليزر من الياقوت ، على يد ثيودور مايمان عام 1960). يمكن أن يحتوي نظام المستويات الثلاثة أيضًا على انتقال إشعاعي بين المستويين 3 و2، وانتقال غير إشعاعي بين المستويين 2 و1. في هذه الحالة، تكون متطلبات الضخ أقل. عمليًا، معظم الليزرات هي ليزرات ذات أربعة مستويات ، كما هو موضح أدناه.

في ليزر رباعي المستويات

في الليزر رباعي المستويات، توجد أربعة مستويات طاقة، هي المستويات 1 و2 و3 و4، $بطاقات$ $E1$ و $E2$ $و$ $E3$ و $E4$ على $التوالي$ ، $وكثافة$ $الإلكترونات$ $N1$ و N2 $و$ $N3$ $و$ N4 $على$ $التوالي$ $.$ $وتكون$ $طاقات$ كل $مستوى$ بحيث $E1$ $<$ $E2$ $<$ $E3$ $<$ $E4$ $.$

في هذا النظام، يُثير انتقال الضخ P الذرات من المستوى 1 إلى المستوى 4 (مستوى الضخ). من المستوى 4، تتحلل الذرات بانتقال سريع غير إشعاعي Ra إلى المستوى $3.$ ولأن عمر انتقال الليزر L طويل مقارنةً بعمر انتقال Ra ( $τ32 ≫ τ43$ )، يتراكم عدد من الذرات في المستوى 3 ( مستوى الليزر العلوي )، والذي قد يسترخي بانبعاث تلقائي أو مُحفَّز إلى المستوى 2 ( مستوى الليزر السفلي ). ويخضع هذا المستوى أيضًا لتحلل سريع غير إشعاعي Rb إلى $المستوى$ 1.

كما هو الحال في الليزر ثلاثي المستويات، يؤدي وجود انتقال اضمحلال سريع غير إشعاعي إلى استنزاف سريع لكثافة الإلكترونات في نطاق الضخ ( $N₄$ $\approx 0$ ). في نظام رباعي المستويات، تُزال إثارة أي ذرة في المستوى 2 (مستوى الليزر الأدنى) بسرعة أيضًا، مما يؤدي إلى كثافة ضئيلة جدًا في تلك الحالة ( $N₂ \approx 0 ). وهذا مهم، لأن أي كثافة الإلكترونات المتراكمة في المستوى 3$ $(مستوى الليزر الأعلى) ستُحدث انعكاسًا في$ $توزيع$ الإلكترونات بالنسبة للمستوى 2. أي، طالما أن $N₃ > 0$ ، فإن $N₃ > N₂ ، ويتحقق انعكاس توزيع$ $الإلكترونات$ $. وبالتالي ، يمكن$ $أن يحدث التضخيم$ $البصري$ وتشغيل الليزر عند تردد $ν₃₂$ ( $E₃ - E₂ = hν₃₂)$ .

$بما أنه لا$ يلزم سوى إثارة عدد قليل من الذرات إلى مستوى الليزر العلوي لتكوين انعكاس التوزيع السكاني (حيث $N₂$ $\approx 0$ $و$ N₃ $> 0$ ، وبالتالي $N₃ > N₂ مما يعني حدوث الانعكاس)، فإن$ الليزر رباعي المستويات يكون أكثر كفاءة بكثير من الليزر ثلاثي المستويات، ومعظم الليزرات العملية من هذا النوع. في الواقع، قد يشارك أكثر من أربعة مستويات طاقة في عملية الليزر، مع عمليات إثارة واسترخاء معقدة بين هذه المستويات. على وجه الخصوص، قد يتكون نطاق الضخ من عدة مستويات طاقة متميزة، أو سلسلة متصلة من المستويات، مما يسمح بالضخ الضوئي للوسط عبر نطاق واسع من الأطوال الموجية.

ملكيات

لاحظ أنه في كل من الليزر ثلاثي ورباعي المستويات، تكون طاقة انتقال الضخ أكبر من طاقة انتقال الليزر. هذا يعني أنه إذا تم ضخ الليزر ضوئيًا، فيجب أن يكون تردد ضوء الضخ أكبر من تردد ضوء الليزر الناتج. بعبارة أخرى، يكون طول موجة الضخ أقصر من طول موجة الليزر. من الممكن في بعض الأوساط استخدام امتصاص فوتونات متعددة بين انتقالات متعددة ذات طاقة منخفضة للوصول إلى مستوى الضخ؛ وتُسمى هذه الليزرات ليزرات التحويل التصاعدي .

في حين أن عملية الليزر في العديد من أنواع الليزر تتضمن انتقال الذرات بين مستويات طاقة إلكترونية مختلفة ، كما هو موضح في النموذج أعلاه، إلا أن هذه ليست الآلية الوحيدة التي يمكن أن تؤدي إلى عمل الليزر. على سبيل المثال، هناك العديد من أنواع الليزر الشائعة (مثل ليزر الصبغة ، وليزر ثاني أكسيد الكربون ) حيث يتكون وسط الليزر من جزيئات كاملة، وتتوافق مستويات الطاقة مع أنماط الاهتزاز والدوران للجزيئات. وهذا هو الحال مع ليزرات الماء ، التي توجد في الطبيعة .

في بعض الوسائط، يُمكن، من خلال تطبيق مجال بصري أو ميكروي إضافي، استخدام تأثيرات التماسك الكمومي لتقليل احتمالية الانتقال من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة. هذه التقنية، المعروفة باسم الليزر بدون انعكاس ، تسمح بالتضخيم البصري دون إحداث انعكاس في توزيع الإلكترونات بين الحالتين.

في الميزر

لوحظ الانبعاث المحفز لأول مرة في نطاق الموجات الميكروية من الطيف الكهرومغناطيسي، مما أدى إلى ظهور اختصار MASER الذي يرمز إلى تضخيم الموجات الميكروية بواسطة الانبعاث المحفز للإشعاع. في نطاق الموجات الميكروية، يكون توزيع بولتزمان للجزيئات بين مستويات الطاقة بحيث تكون جميع المستويات مشغولة بالتساوي تقريبًا عند درجة حرارة الغرفة.

لإحداث انعكاس التوزيع السكاني في ظل هذه الظروف، من الضروري إزالة بعض الذرات أو الجزيئات من النظام بشكل انتقائي بناءً على اختلافات في خصائصها. على سبيل المثال، في ليزر الهيدروجين ، يمكن استخدام انتقال الموجة 21 سم المعروف في ذرة الهيدروجين ، حيث ينقلب الإلكترون المنفرد من حالة دورانه الموازية للدوران النووي إلى حالة الدوران المعاكسة، لإحداث انعكاس التوزيع السكاني لأن الحالة الموازية لها عزم مغناطيسي بينما الحالة المعاكسة لا تمتلكه. سيفصل مجال مغناطيسي قوي غير متجانس الذرات في حالة الطاقة الأعلى عن حزمة من الذرات ذات الحالات المختلطة. يمثل التوزيع السكاني المنفصل انعكاسًا للتوزيع السكاني يمكن أن يُظهر انبعاثات محفزة.

انظر أيضاً

مراجع

^ سفيلتو ، أورازيو. حنا، دي سي (2010). مبادئ الليزر (الطبعة الخامسة ). نيويورك: سبرينغر. رقم ISBN 978-1-4419-1301-2.

سفيلتو، أورازيو (1998). مبادئ الليزر ، الطبعة الرابعة. (عبر ديفيد حنا)، سبرينغر. رقم ISBN 0-306-45748-2

[1] سفيلتو ، أورازيو. حنا، دي سي (2010). مبادئ الليزر (الطبعة الخامسة ). نيويورك: سبرينغر. رقم ISBN 978-1-4419-1301-2.

[ 1 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗