的
2）EEmEn kT ，nm nn 0
条
3）T>0且EmEn ，nm<nn
件
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第 §1.2 原子能级和辐射跃迁 一 章
辐 射 理 论 概 要 与 激 光 产 生 的 条 件
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要
➢磁量子数（即轨道方向量子数）m=0，±1，±2，… ±l 代表轨道在
与
空间的可能取向，即轨道角动量在某一特殊方向的分量
激
➢自旋量子数（即自旋方向量子数）ms= ±1/2，代表电子自旋方向的取
光
向，也代表电子自旋角动量在某一特殊方向的分量
产
n 1
n2
n3
生
s
s
P
s
P
d
的
条
件
n1
例：计算每一个壳层（ 2(2l 1)2n2）和次壳层（2(2l+1)个）
要
与 3. 图(1-3)为原子能级示意图
激 光 产 生 的
En
激
E2
发 态
例：计算1s和2p态的简并度
条
E1
件
E0基态
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第 §1.2 原子能级和辐射跃迁
一 章
1.2.3 波尔兹曼分布
辐
1. 现考虑由n0个相同原子(分子或离子)组成的系统，在热平衡条件下， 原子数按能级分布服从波尔兹曼定律：
可以容纳的最多电子数 l0
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第 §1.2 原子能级和辐射跃迁 一 章 1.2.1 原子能级、简并度
辐 2. 电子具有的量子数不同，表示有不同的电子运动状态
射
➢电子的能级，依次用E0，E1，E2，… En表示
理 论 概
➢基态：原子处于最低的能级状态 ➢激发态：能量高于基态的其它能级状态 ➢简并能级：能级有两个或两个以上的不同运动状态 ➢简并度：同一能级所对应的不同电子运动状态的数目
第 §1.2 原子能级和辐射跃迁 一 章 1.2.1 原子能级、简并度
辐 1. 原子中电子的状态由下列四个量子数来确定：
射
➢主量子数n，n＝1，2，3，…代表电子运动区域的大小和它的总能量的
理
主要部分
论
➢辅量子数 l, l 0 ,1 ,2 (n 1 )代表轨道的形状和轨道角动量，这也同
概
电子的能量有关。对l 0,1,2,3等的电子顺次用s, p, d, f字母表示
射 理 论 概
式中
ni gieEi kT
g i —Ei的简并度；k—波尔兹曼常数；T—热平衡时的绝对温度；
ni—处在Ei能级的原子数
Hale Waihona Puke 要2. 分别处于Em和En能级上的原子数nm和nn必然满足下一关系
与 激 光 产
n g e m m
(EmEn ) kT
nn gn
3. 为简单起见，假定 gm gn
生
讨论：1）EEmEnk T ，nm nn 1