В статье “Спонтанное излучение” я описал, что это излучение происходит по внутренним причинам. Внешнее воздействие формирует состояние атома так, что атом в данном состоянии может находиться некоторое время после окончания на него внешнего воздействия.
Длительность времени такого квазистационарного состояния может быть различной. Все зависит от вещества и внешнего воздействия. Но после окончания этого времени атом обязательно излучит фотон без всяких воздействий и перейдет в другое более устойчивое состояние.
Вынужденное (индуцированное) излучение, в отличие от спонтанного, происходит под воздействием внешней силы и осуществляется во время этого воздействия.
Как же осуществляется вынужденное излучение? На рисунке показано как в атоме работает обменный фотон.
В положении 1 электрон излучает обменный фотон, который отражается от ядра в точке o, по линии oa движется к электрону, поглощается им и тормозит электрон, который теперь будет двигаться к ядру. Это все описано в статье “Атом, его устройство”.
От положения 2 до положения 4 электрон движется некоторое время и, если предположить, что обменный фотон будет приходить строго в точку а, то в секторе от положения электрона в 4а до положения 4б спонтанного излучения не будет. Но как только электрон опоздает долететь до положения 4а или перелетит положение 4б, в то время когда фотон окажется в точке а, то очевидно, что фотон не войдет в контакт с электроном и излучится из атома.
Очевидно, что стоит задержать электрон до положения 4а или ускорить его движение до положения 4б точка а выйдет за пределы эффективного сечения электрона, и атом излучит фотон. И не важно, в каком положении была точка а относительно электрона - излучение произойдет.
А как можно задержать или ускорить движение электрона? В данное время уже почти никто не сомневается в том, что фотон обладает импульсом. Естественно, что он может передавать свой импульс электрону. А это значит, что он может ускорять или замедлять движение электрона. Причем в режиме ретрансляции при поглощении фотона электрон либо ускоряется, либо замедлятся (не резонансная гравитация), а затем если фотон оказался не резонансным для данного состояния электрона он будет излучен с такой же энергией и процессы ускорения или замедления поменяются местами и электрон останется в прежнем состоянии.
Если такая ретрансляция произойдет на участке движения электрона от позиции 2 до позиции 4, то это никак не повлияет на состояние атома. Но вот когда на начало участка 2-3 или на конец участка 3-4 попадет режим замедления или ускорения электрона, то электрон может запоздать до появления обменного фотона в точке а или пройти эту точку. В результате этого фотон не про взаимодействует с электроном и излучится из атома. Произойдет вынужденное излучение. Атом в результате этого перейдет в другое состояние.
Как видим, в результате этого процесса на входе атома мы имеем один фотон, а на выходе два фотона.
Следует заметить, что, ускоряя или замедляя время движения электрона, мы можем не только спровоцировать индуцированное излучение, но и притормозить его, то есть продлить жизнь возбужденного состояния атома. Иначе говоря, не дать возможности уползти электрону с траектории обменного фотона. Для этого нужно просто изменить ускоряющую или замедляющую силу на противоположную.
Можно ли какими-нибудь экспериментальными данными подтвердить представленную модель? Да. Например, лазер и мазер, о которых будет рассказано в другой статье.
И еще более интересными являются опыты С.Ароша. Я прочел о них в статье “Управление фотонами в ящике и изучение границы между квантовым и классическим” опубликованной в журнале “УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК” том 184, №10, октябрь 2014г.
Цель опыта благородна и очень нужна – практически это подсчет количества фотонов без их разрушения и, соответственно, производство их количества и, возможно, качества.
Если с высказанной моделью атома и вынужденным излучением согласится, то становится понятным, как фотон в фотонном ящике переводит возбужденное состояние атома в стационарное состояние без саморазрушения или исчезновения. И напротив, наличие таких результатов опыта подтверждает большую вероятность объективной реальности предложенной модели атома и процесса индуцированного излучения.