如何實現粒子數反轉?

粒子數反轉的粒子數反轉基礎原理

高能態粒子數大於低能態粒子數的非熱平衡狀態。在熱平衡狀態下，粒子數按能態的分佈遵循玻耳茲曼分佈律：N₂/N₁ =g₂/g₁·exp[-(E2-E1)/kT]式中k為玻耳茲曼常數，N2、g2和N1、g1分別為高能態E2和低能態E1的粒子數和統計權重。由於E2>E1，T>0，故N1>N2 ，即高能態上的粒子總少於低能態上的粒子數。於是原子系統的受激吸收過程總佔優勢。原子系統單位時間內從輻射場所吸收的光子數總是多於受激發射產生的光子數。如果採用適當的激勵，破壞熱平衡狀態，使高能態粒子數多於低能態粒子數，即Δ=N2-N1>0，就說實現了粒子數反轉，Δ稱反轉粒子數。粒子數反轉是相對於熱平衡分佈而言的。當體系處於粒子數反轉狀態時，受激輻射光子數多於被吸收的光子數，因此對光子數具有放大作用。一個激光器要實現激光運轉，粒子數反轉是必要條件之一。從Δ>0可知，體系處於粒子數反轉狀態時，體系的溫度T<0，因而說體系處於負溫度狀態。這是形式上的一種說法。實際上，在熱平衡狀態下，T不能取負值。但是體系處於粒子數反轉狀態時，它並不處於熱平衡狀態。

激光工作物質為什麼可以實現粒子數反轉

這是激光工作物質的一種屬性。

低能級的粒子經過泵浦激勵以一定的速率躍遷到高能級；躍遷到高能級的粒子經過熱弛豫及自發輻射再回到低能級。當粒子激勵向上躍遷的速率大於高能級粒子向下躍遷的速率，在高能級上的粒子越來越多，低能級的粒子越來越少，這樣就形成了粒子數反轉。

講的比較通俗，希望能幫到你！

什麼是粒子反轉數

在通常情況下，處於低能級E1的原子數大於處於高能級E2的原子數，這種情況得不到激光。為了得到激光，就必須使高能級E2上的原子數目大於低能級E1上的原子數目，因為E2上的原子多，發生受激輻射，使光增強（也叫做光放大）。為了達到這個目的，必須設法把處於基態的原子大量激發到亞穩態E貳，處於高能級E2的原子數就可以大大超過處於低能級E1的原子數。這樣就在能級E2和E1之間實現了粒子數的反轉。在工作物質處於諧振腔內時，只要有能量為hν＝E2－E1的光子能引起腔內諧振，就可以得到激光。實現粒子數反轉的工作物質是製造激光器所不能缺少的。例如，氦氖激光器中，通過氦原子的協助，使氖原子中的兩個能級實現粒子數反轉而獲得激光。

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粒子數反轉是反向旋轉嗎？

不是

是兩個數量顛倒的意思

為什麼二能級系統不能實現粒子數反轉？

請去這個地址下載解釋: www.uzz.edu.cn/...D3.doc 這個word文檔中第二頁有您要得答案

激光器中實現粒子數反轉的條件是

1，激光物質亞穩態時間夠長；2，泵浦源功率夠大；3，泵浦效率夠高攻激光物質在亞穩態時間內吸收的能量夠大）。