Все это приводит к тому, что естественный св'ет является неполярнзованным.
Кроме того, последующий цуг имеет иную начальную фазу ко лебаний, чем предыдущий. Например, в одном нуге синусоида на чинается с «горба», в другом цуге — с «впадины», в третьем — с любой другой точки синусоиды и т. д. Следовательно, начальная фаза любого цуга совершенно случайна. Это относится как к цу гам, излучаемым одним атомом, так и к цугам, происходящим ог разных атомов.
Все перечисленные свойства спонтанного излучения данной со вокупности атомов приводят к тому, что это излучение является некогерентным, несогласованным.
Излучение лазеров отличается от спонтанного. Все атомы из лучают свет по одному направлению, поляризация излучения всех атомов одинакова, и, наконец, начальные фазы колебаний во всех цугах строго согласованы между собой. Последнее обстоятельство обусловливает когерентность лазерного излучения, как временную, так и пространственную.
В принципиальном отношении лазеры (и мазеры) представляют собой реализацию теоретического предсказания, сделанного Эйн штейном еще в 1916 г. Суть его состоит в следующем.
Если атом возбужден до уровня Еп п на него падает внешнее излучение частоты ѵ, то при условии, что hv = Еп — Ет, внешнее излучение может вызвать, или, как говорят, индуцировать (стиму лировать), излучение атома той же частоты, что и падающее излу чение.
Внешнее излучение как бы «сваливает» атом с уровня Е„ на уровень Ет.
Это и есть предсказанное Эйнштейном вынужденное, или стиму лированное (индуцированное), излучение. В отличие от спонтанного излучения оно происходит не само собой, а вызывается (вынуж дается) внешним излучением. Свойства индуцированного излуче ния, предсказанные Эйнштейном, должны резко отличаться от свойств спонтанного.
Индуцированное излучение должно быть совершенно тождест венным с падающим излучением: оно имеет строго то же направ ление распространения, что и «затравочное», падающее излучение, имеет ту же поляризацию, что и падающее излучение, и, наконец, что очень важно, вынужденное излучение имеет ту же фазу коле баний, что и падающее. Последнее обстоятельство является решаю щим и означает, что вынужденное излучение атома начинается как бы мгновенно, в момент прихода вынуждающего излучения, без всякой «раскачки», без всякого запаздывания. При этом с па дающим излучением ничего не происходит, оно продолжает идти дальше без всяких изменений. Вынужденное излучение прибав ляется к падающему, и это приводит к возможности усиления ко герентного излучения.
На волновом языке вынужденное излучение объясняется сле дующим образом. Под действием падающей волны атом излучает