1853323
Đảo ngược mật độ
https://vi.wikipedia.org/wiki?curid=1853323
Title: Đảo ngược mật độ
Trong vật lý, đặc biệt là trong cơ học thống kê, đảo ngược mật độ xảy ra khi một hệ thống (chẳng hạn như một nhóm nguyên tử hoặc phân tử) tồn tại ở một trạng thái mà số hạt (nguyên tử hoặc phân tử) ở trạng thái năng lượng kích thích nhiều hơn số hạt ở trạng thái năng lượng cơ bản. Khái niệm này đóng một vai trò quan trọng trong khoa học laser, bởi vì đảo ngược mật độ là một bước cơ bản của một máy phát laser tiêu chuẩn.
Phân bố Boltzmann và cân bằng nhiệt.
Khái niệm đảo ngược mật độ có liên quan đến nhiệt động lực học và cách ánh sáng tương tác với vật chất. Giả sử có một nhóm các nguyên tử N, mỗi trong số đó có khả năng ở một trong hai trạng thái năng lượng:
Số lượng các nguyên tử ở trạng thái cơ bản là "N"1, số lượng các nguyên tử ở trạng thái kích thích là "N"2. Tổng số nguyên tử là "N",
Năng lượng chênh lệch giữa 2 trạng thái:
Ánh sáng có tần số ν12 sẽ tương tác với nhóm nguyên tử này, ta có mối liên hệ:
với "h" là hằng số Planck
Nếu hệ các nguyên tử này đang ở trạng thái cân bằng nhiệt, thì theo nhiệt động lực học, tỉ số giữa số lượng của các nguyên tử ở mỗi trạng thái theo phân bố Boltzmann:
với "T" là nhiệt độ tuyệt đối, "k" là hằng số Boltzmann.