Analisi di Einstein dell'interazione radiazione-materia
Albert Einstein si occupò del problema dell'emissione stimolata nel 1917, ossia più di quaranta anni prima del primo LASER. Il suo articolo si intitolava On the Quantum Theory of Radiation, e venne pubblicato su Physika Zeitschrift, Volume 18 (1917). Nell'articolo si fa esplicito riferimento sia alla legge di Wien che alla legge di Planck (entrambe relative al corpo nero). La legge di Planck afferma che la radiazione emessa dal corpo nero, QQ(λ), varia con λ (la lunghezza d'onda) secondo il prodotto di due termini. Il primo termine è una funzione decrescente di λ, ossia λ a men cinque, mentre il secondo termine è una funzione crescente di λ del tipo
Poiché la radiazione emessa è il prodotto delle due funzioni, essa prima cresce e poi decresce.
Ora, la legge di Wien afferma che la radiazione emessa dal corpo nero varia con λ a men cinque. Essa è più semplice della legge di Planck ma ha un enorme svantaggio. Alle alte frequenze, la lunghezza d'onda tende a zero, il denominatore si annulla e accade quella che viene denominata come la catastrofe ultravioletta. Einstein scrisse le equazioni della interazione fra radiazione e materia.
Per l'emissione e per l'assorbimento, egli introdusse la notazione A e B che oggi è universalmente adottata. Egli dimostrò che, se si introduce una modifica e si aggiunge un coefficiente di emissione stimolata accanto ad un coefficiente di emissione spontanea, si ricava la legge di Planck. Dimostrò, inoltre, che, se non si introduce la suddetta modifica si ricava la legge di Wien, che è una catastrofe (ultravioletta, appunto).
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