思考练习题1
1．试计算连续功率均为1W的两光源，分别发射＝05000m，3000MHz的光，每秒从上能级跃迁到下能级的粒子数各为多少？答：粒子数分别为：
1
qh
16631034c

0510625138101866310343108


2
q1502771023349h66310310
2．热平衡时，原子能级E2的数密度为
2，下能级E1的数密度为
1，设g1g2，求：1当原子跃迁时相应频率为＝3000MHz，T＝300K时
2
1为若干。2若原子跃迁时发光波长＝1，
2
1＝01时，则温度T为多高？
g答：（1）mme
g
EmE
）kT

266310343109kTeexp1则有：
11381023300
h
（2）

266310343108ekTexp01T626103K236
113810110T
h
3．已知氢原子第一激发态E2与基态E1之间能量差为164×l018J，设火焰T＝2700K中含有1020个氢原子。设原子按玻尔兹曼分布，且4g1＝g2。求：1能级E2上的原子数
2为多少？2设火焰中每秒发射的光子数为l08
2，求光的功率为多少瓦？
2g1
21641018kTe4exp3111019答：（1）23
1g2
1138102700h
－
且
1
210可求出
231
20
（2）功率＝103116410
8
18
5084109W
4．1普通光源发射＝06000m波长时，如受激辐射与自发辐射光功率体密度之比
q激q自

1，求此时单色能量密度为若干？2在HeNe激光器中若2000
50104Jsm3，为06328m，设＝1，求
答：（1）
q激q自
为若干？
1
fq激q自
＝
c33106106338571017Jsm38h2000866310348h3q激
c33063281063＝510476109（2）334q自8h8h866310
5．在红宝石Q调制激光器中，有可能将全部Cr3铬离子激发到激光上能级并产生巨脉冲。－设红宝石直径08cm，长8cm，铬离子浓度为2×1018cm3，巨脉冲宽度为10
s。求：1－输出06943m激光的最大能量和脉冲平均功率；2如上能级的寿命＝102s，问自发辐射功率为多少瓦？答：（1）最大能量
＋
WNhr2dh
c

310823J06943106
00042008210181066631034
脉冲平均功率＝
W2310623010r