Стр. 3 - Е.А. Гаврилина - Социально-методологический анализ становления лазерной науки и техники

74 ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
в 1922 г. был открыт эффект Комптона – все это усиливало позиции
теории фотонов.
В 1916 г. Эйнштейн опубликовал небольшую статью [13], которая
обрела признание более чем через 40 лет и в настоящее время счи-
тается основополагающей теоретической работой по квантовой элек-
тронике*. В этой работе Эйнштейн, опираясь на статистические зако-
номерности, показал, что помимо спонтанного (самопроизвольного)
излучения энергии молекулами или атомами вещества существует
также вынужденное, или индуцированное излучение. При этом, рас-
смотрение вынужденных переходов с излучением (отрицательная
адсорбция), вначале было воспринято как искусственный прием. Од-
нако вскоре это утверждение приобрело глубокий физический смысл,
так как после публикации этой статьи Эйнштейна, немецкий физик
Ладенбург [14] экспериментально показал существование, наряду
с отрицательной адсорбцией, отрицательной дисперсии.
Принцип индуцированного излучения состоит в следующем.
В классической физике считается, что под действием электромагнит-
ного излучения атом с уровня Е1 переходит на уровень Е 2, при этом
происходит поглощение энергии. Возбужденный атом может само-
произвольно (спонтанно) перейти на один из нижележащих уровней
энергии, излучив при этом квант света. Световые волны, излучаемые
нагретыми телами, формируются в результате таких спонтанных
переходов атомов и молекул. Спонтанное излучение различных ато-
мов некогерентно. Считается, что нормальное состояние атомов – не-
возбужденное ( Е1) и соответственно большинство атомов находятся
в нем. Эйнштейн [13] же показал, что возможно излучение принципи-
ально другого типа – индуцированное излучение, т. е. переход Е 2 – Е1.
При этом никакой роли не играет то, как первоначально атом попал
на более высокий энергетический уровень. В результате этого пере-
хода световая волна усиливается. Более того, индуцированный квант
ничем не отличается от индуцирующего фотона: они совпадают и по
направлению распространения, и по поляризации, и по частоте. Элек-
тромагнитные волы, образованные из таких квантов, называют коге-
рентными. Впервые достаточно строго этот факт обосновал П. Дирак
в 1927 г. [15, 16].
И последнее принципиальное теоретическое положение, заклю-
чающееся в том, что на один осциллятор поля может приходиться,
в принципе, неограниченное число квантов, было доказано Эйнштей-
ном в 1925 г. [17, 18].
* Термин «квантовая электроника» употребляется в данном контексте как тер-
мин равнозначный понятию «оптоэлектроника», «квантовая оптика». При более
строгом подходе эти понятия различают. – Прим. авт .