7.1.4.  Спонтанное испускание света

Находящийся на уровне  атом может перейти на уровень  не только под действием пер­вичного фотона, но и самопроизвольно или, как обычно говорят, спонтанно (см. рис. 7.1, в). Родившийся при спонтанном переходе  фотон имеет энергию , остальные же его харак­теристики (направление импульса, поляризация) оказываются произвольными. Вероятность спонтанного испускания фотона опре­деляется только свойствами перехода , ее записывают в виде:

.

Коэффициенты A и B, входящие в вероятности процессов испу­скания и поглощения света, называют коэффициентами Эйнштей­на. Важно подчеркнуть, что эти коэффициенты не зависят от ка­ких-либо внешних условий (температуры, давления, интенсивности оптического излучения и т.п.).

Итак, возможны два типа процессов испускания света атомами вещества: вынужденное испускание и спонтанное испускание. Первый процесс можно рассматривать как управляемый: он вызы­вается первичным фотоном, который не только инициирует пере­ход , но и определяет характеристики родившегося при этом переходе фотона. Второй процесс происходит самопроизвольно; он имеет ярко выраженный случайный характер. Случаен момент перехода  , случайны направление полета и поляризация ро­дившегося при этом переходе фотона. Строго говоря, элемент слу­чайного присутствует и в процессах вынужденного испускания све­та: первичный фотон может инициировать соответствующий пере­ход в данном атоме, но может и не инициировать этого перехода. Недаром же мы везде проворим о вероятности того или иного про­цесса.