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激光物理学的PDF电子书免费下载

消耗积分:0 | 格式:pdf | 大小:9.37 MB | 2019-12-01

徐开欣34349

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　　在本书中我们论述辐射与物质的相互作用，并特别注意它对于典型地存在于激光器中的增益（放大）介质的应用。辐射与物质相互作用，传统的处理方式是采用弹簧上的电子这一模型，用光的折射系数和吸收系数来表述。在第三章里，我们将证明这个模型对于若干线性吸收系统是合理的；不过要对增益介质作微观描述，这个模型即使不是完全不可用，也将是极其不便的。电子-弹簧模型的基本不成功之点在于：对于一个系综，它难于给出净的受激发射（也就不能给出增益）”。与此相对比，物理上更为可靠的对于物质系统的量子力学处理，很自然地给出粒子布居反转的概念，并阐明受激发射过程。因此，我们不得不从一开始就以对原子的量子力学描述作为理解辐射与物质相互作用的基础。在第一章至第十三章里，考虑一个经典场与服从量子力学规律的原子发生相互作用。而在本书其余章节中，场与原子二者都是用量子力学理论处理。

　　在本章里要综述波动力学的若干主要内容，这些内容对于处理辐射与物质的相互作用特别重要。在我们的讨论中要对下面章节中所需要的符号给予定义，并为读者提供有关背景材料更完整的参考资料的导引。在1.1节里要介绍量子力学的关键概念一—波函数，并通过几率密度给它一个物理诠释。然后应用波函数计算算符的期待值，给出与若于组物理测量之间的联系。提出了波函数的运动方程——薛定谔方程

　　以及它的形式解，这解表示为诸能量本征函数的叠加。在1.2节里，引用一维势阱中的粒子为例，具体说明我们的理论。这个问题与激光器共振腔的模式问题（第八章）在形式上相似.1.8节综述量子力学简谐振子的若干结果。这个系统与辐射的量子理论特别有关系，在辐射的量子理论中证明（第十四章）辐射场模的行为与简谐振子相似。在1.4节中，我们复习氢原子。这是量子力学系统的一个简单而具体的例子，后面将用它来示明辐射与物质的相互作用。最后，在1.5节里要考虑一个具有自旋号和磁矩的粒子。这个问题和斯特恩一革拉赫实验用例证说明了经典系统与量子力学系统之间的主要差别。这里的分析在形式上同关于二能级原子系统的分析极为相似，并且为若干有关的问题提供了有用的记号。二能级原子系统将在以后章节中处理.

 

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