Для простоты будем рассматривать всего два энергетических уровня некоего атома. Обозначим энергию нижнего уровня через , а энергию верхнего – через . Пусть атом находится на нижнем уровне и пусть вблизи атома пролетает фотон с энергией:
.
Атом может поглотить фотон и совершить квантовый переход с уровня на уровень (рис. 7.1, а). Это элементарный акт поглощения света веществом.
Обозначим через отнесенную к единице времени вероятность поглощения света, связанную с переходами атомов вещества. Указанная вероятность пропорциональна числу фотонов. Она может быть записана в следующем виде:
, (7.1)
[1] 1 эВ (электрон-вольт) – единица энергии, широко используемая в атомной физике. Это есть энергия, которую приобретает электрон под действием напряжения в один вольт. 1 эВ = 1,6·10-19 Дж. Используя соотношение и учитывая, что h = 6,626·10-34 Дж·с; c = 3·108 м/с, получаем, что энергии фотона в 1 эВ соответствует длина световой волны, равная 1,24 мкм.
где В – коэффициент, характеризующий рассматриваемый переход ; N – число фотонов в единице объема, имеющих энергию .