雷射
雷射(LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)是利用受激輻射原理產生的特殊光源,具有準直、高強度、不發散、可精確聚焦等特性。
背景知識
理解此概念前需要先掌握:
- 量子論 — 雷射原理基於原子能階的量子化概念
詳細說明
原理
受激輻射(stimulated emission):當原子處於高能態時,如果受到一個特定能量的光子刺激,它會放出一個完全相同的光子(相同頻率、相同方向、相同相位)。
特性
- 準直性:雷射光束幾乎不發散,可傳播很長距離
- 高強度:能量集中在極窄的波長範圍
- 相干性:所有光子的頻率和相位一致
- 可聚焦:能聚焦到極小的面積,達到極高的能量密度
發展歷程
常見錯誤
此段為 LLM 增強內容,教材原文未提及。
- 錯誤認知:雷射是一種不自然的光
- 正確理解:雷射的原理(受激輻射)是自然界本來就存在的物理過程,只是人為放大了它
- 易混淆概念:所有雷射都是紅色的
- 區別:雷射可以是任何波長,取決於所用的增益介質
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