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为什么激光具有很大的能量?

激光是一种光,它由无数的光子组成,而光子则是光线中携带能量的粒子。一个光子携带能量的多少与其波长密切相关,即波长越短(频率就越高)所携带的能量就越多。激光的频率高达1013~1015赫,相对应的波长只有十亿分之一米左右,因此激光具有极大的能量。

从另一方面来讲,激光是一种单色性极好的光,它最接近单色光。所谓单色光,是指一束光中所含的频率只有一个,也就是波长只有一种。单色光的波长小于十亿分之一米,显然,激光的波长就在这个范围附近,波长当然是极其短的,就可以携带极大的能量。著名科学家玻尔曾说:电子运动在一组特殊的轨道上,不同的轨道具有不同的能级,若在这轨道上的电子处于稳定状态(定态)时,它们不吸收也不发出辐射。只有当电子由一个定态迁到另一个定态时,才产生辐射的吸收或发射现象。从能级高的轨道跃迁到能级低的轨道,就会辐射出光子。反之,就要吸收光子(具有特定频率的光子)。辐射出的光子和原来的光子一起从原子中射出来,在宏观上就表现为光的强度被放大了,被加强了。如果有装置可以控制这种受激辐射的过程一直发生,那么就会产生越来越多的光子,光的强度也会越来越大,而且这些光子特别“齐心”向同一个方向发射,这样激光也就产生了。上面提到的“装置”就是应用于不同场合的激光器的重要组成部分谐振腔等。