появлению фотона, к «рождению» света, разнообразны. Наиболее характерен процесс рождения света в результате переходов атомов (молекул), происходящих в излучаемом веществе, из возбужденных состояний в невоз-бужденпые или, точнее, из более возбужденных состояний в состояния менее возбужденные.
Известно, что возможные значения энергии атома (молекулы) дискретны. 6 связи с этим говорят о системе энергетических уровней атома (молекулы). Если атом, например, совершил переход из состояния с энергией Еч в состояние с меньшей энергией Ш т. е. перешел с энергетического уровня Еч на энергетический уровень Е| то такой переход сопровождается излучением фотона с энергией Щ—Е\.
Обратный переход атома сопровождается поглощением фотона с энергией Еч—Ей
Положение атомов на верхних энергетических уровнях не устойчиво, они могут самопроизвольно переходить с одного уровня на другой. Такой самопроизвольный (спонтанный) переход с одного уровня на другой сопровождается излучением квантов световой энергии. Это излучение происходит на различных длинах волн неодновременно. Поэтому суммарное спонтанное излучение различных атомов в веществе некогерентно. Примером такого излучения служат обычные источники света — лампы накаливания, газоразрядные лампы и т. п.
Однако атом может перейти с верхнего энергетического уровня на нижний не спонтанно, а под действием внешнего электромагнитного поля, частота которого соответствует частоте перехода. В этом случае атомы отдают энергию электромагнитной волне в виде когерентного излучения. В результате такого вынужденного (стимулированного, индуцированного) излучения возникает своеобразная «индукция света».
Это явление позднее стало основой для разработки оптических квантовых генераторов.
Итак, что же такое свет — волны или частицы? Свет — одновременно и волны, и частицы! Волновая теория объясняет явление дифракции и интерференции, а корпускулярная ^ законы испускания и поглощения света. Так две теории — волновая и корпускулярная — помогли объяснить природу света, расширить наши знания об окружающем мире.