用周期微扰公式)(F2km2mkmk讨论光的发射与吸收，其中)ee(Fˆ'Hˆtiti代表原子在光波电磁场中的附加能量。一、发光机制设原子体系的能谱为：mk211.原子由高能级(m)transition低能级(k)：有自发跃迁(不受外界影响)和受激跃迁(受外界影响，如辐射场)，即自发发射和受激发射两种，二者都有能量kmmk从原子中发射出来。2.原子由低能级(k)transition高能级(m)：只有原子从外界吸收能量kmmk的情况下(如吸收能量为mk的光子)才能发生跃迁，即光的吸收。周期微扰公式)(F2km2mkmk只能计算受激发射，对自发发射无能为力，自发发射是原子与真空态(电磁场基态)相互作用的结果，要用量子电动力学处理，在这里不讨论。本节我们采用半经典理论，即Einstein理论，建立受激发射和自发发射的关系,通过周期微扰公式)(F2km2mkmk算出受激发射,进而求得自发发射。二、Einstein的发射和吸收系数(1917年建立)1.定义发射系数和吸收系数Einstein引进了三个系数:mkA—单位时间内原子从m能级自发跃迁到k能级同时发射能量为mk的光子的几率，称为自发发射系数；)(IBmkmk—单位时间内原子从m能级受激跃迁到k能级同时发射能量为mk的光子的几率，称mkB为受激发射系数；其中d)(I是作用于原子的光波在d频率范围内的能量密度，)(I是单位频率间隔内的能量密度。)(IBmkkm—单位时间内原子吸收能量为mk的光子，从k能级受激跃迁到m能级的几率,称kmB为吸收系数。2.mkA、mkB和kmB之间的关系根据热力学平衡条件，将原子体系与辐射场视为一个热力学体系。原子发射辐射给场,它又从场中吸收辐射,在绝对温度T下达到平衡。设在绝对温度T下，处于k和m能级上原子数目分别是kN和mN,则在光波的作用下，单位时间内发射的光子数,即由m能级跃迁到k能级的原子数是:)(IBA(Nmkmkmkm单位时间内吸收的光子数,即由k能级跃迁到m能级的原子数是)(IBNmkkmk于是在电磁辐射处于平衡状态下，有：)(IBA(Nmkmkmkm)(IBNmkkmk即：kmmkmkkmmkmkBBNN1BA)(I而由Maxwell-Boltzman分布律有：kT/kke)T(cN；kT/mme)T(cN其中k为玻耳兹曼常数；)T(c是绝对温度T的某一函数。即)kTexp()kTexp(NNmkmkmk于是：kmmkmkkmmkkmmkmkkmmkmkBB)kTexp(1BABBNN1BA...
