Frage von nachtstrom, 25

LASER -! Also: warum koppelt ein durch, stimulierte Emission freigesetztes lichtquant in die stimulierende lichtwelle ein und wird nicht irgendwohin gestreut?

Wie gefragt: gegeben sei ein lasermedium in dem schon gepumpt wurde, also besetzungsinversion herrscht. (Egal ob sich schon eine stehende welle zwischen den spiegeln gebildet hat, meine frage bezieht sich auf das einzelne Atom) Jetzt fallen erste elektonen auf das untere energienieveau und geben photonen ab. Treffen diese photonen jetzt auf andere bereits angeregte atome m lasermedium so koppelt das neu freigesetzte lichtquant in das freisetzende ein und beide könneN durch die selbe wellenfunktion beschrieben werden. Soweit meiner Kenntnis nach die Tatsachen. Warum aber, und ich würde mich über eine anschauliche Erklärung freuen, denn theoretisch habe ich die Quellen ausgeschöpft,warum aber sendet das stimulierte Atom sein licht nicht einfach in eine zufällige Richtung ab, während das stimulierende Photon seinen weg geradlinig fortsetzt. Was zwingt das stimulierte atom dazu sich in diesem punkt so grundsätzlich anders zu verhalten als eines, das den selben quantensprung unter freisetzung eines gleichartigen photons vollzieht.? Kann man einen anschaulichen mechanismus im atom verantwortlich machen, oder muss man es einfach hinnehmen?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Reggid, 18

der grund ist dass photonen bosonen sind.

und wenn man die übergangswahrscheinlichkeit für ein neues photon im exakt selben zustand wie bereits N andere photonen berechnet, dann ergibt sich ein faktor von (N+1) gegenüber allen anderen möglichen zuständen. das ist vl. nicht unbedingt anschaulich, aber ziemlich basic quantenmechanik (dafür reicht schon verständnis des harmonischen oszillators).

d.h. dass das photon nicht immer in den exakt selben zustand ausgesandt werden muss, aber bei entsprechend vielen bereits vorhanden photonen ist dieser eine zustand eben entsprechend stark favorisiert.

Kommentar von nachtstrom ,

Sorry, bringt mich nur mäßig weiter, denn --- oh, stimmt, habs kapiert. Oder? Aus wievielten Photonen die Welle inzwischen besteht bestimmt die Wahrscheinlichkeit für ein weiteres in die Funktion einzukoppeln. Reicht mir! - noch anschaulicher als so, heißt in der Quantenmechanik eh meistens nur -noch weiter von der "Realität" entfernt. Ich danke!

Expertenantwort
von stekum, Community-Experte für Physik, 25

Ein Lichtquant kann offenbar nur ein Quant gleicher Richtung, Frequenz und Phase freisetzen. Ein anschauliche Begründung dafür gibt es vermutlich nicht.

Kommentar von nachtstrom ,

Tja, soweit war ich auch schon. Aber ich könnte mir doch vorstellen, dass es, wenn auch keinen anschaulichen, so doch vielleicht einen tieferen grund gibt.

Kommentar von nachtstrom ,

Schau mal, es gibt doch einen grund(siehe "hilfreichste Antwort "

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