唐华捡起个粉笔头,在教室的黑板上先写出了第一行,电子跃迁公式。

“1917年,爱因斯坦发表论文《关于辐射的量子理论》,他提出光和原子之间的相互作用包含受激吸收、受激辐射和自发辐射。这是个量子力学的理论。但是1927年,狄拉克在试验中证实了受激辐射的存在。”

“所以我有一个设想,”唐华说,“既然受激辐射存在,而且它有这样的一种特性,那为什么不能用一套仪器,刻意地产生这种受激辐射的光或者说电磁波呢?”

“处于高能级上的粒子,当有一个频率恰好为高低能级之差的光子入射时,会引发粒子以一定的概率从高能级跃迁到低能级,同时辐射两个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子。”对这个爱因斯坦的经典理论,赵老师自然是熟悉的,也捡起一支粉笔在黑板上画受激辐射的原子模型。

“对的,”唐华说,“我想到的是,一个光子打在这样一个粒子上,出来两个光子,而且这两个光子频率方向等等参数都完全一致。”

唐华在赵老师的模型下又画了个简笔画,“假设有一个容器,里面充满了已被加持到高能级的粒子,这时候我射入一个光子,那么只要频率合适刚好引发容器里的粒子的受激辐射,那么从容器的另一端就会射出一束光,这束光里所有的光子,频率、相位、偏振态以及传播方向都完全相同。”

“这是有史以来最纯的光,”钱教授当然不甘在一旁看着,从赵老师那里折了半截粉笔,也在黑板上写自己想到的公式。“了不得,一束光全都只在一个频率上……”

“也是方向性最好的光,”唐华补充,“如果是在绝对真空中传播,它从地球打到月球,光斑的尺寸也不会发生变化。”

赵老师已经开始在黑板上写元素周期表上各种原子的电子能级了。

“氦……氖……可以。”赵老师进入状态,“波长600多纳米,……其实化合物也可以……”

……

太阳落山了,三人在教室里仍然讨论个不休。

“唐华,我列公式简单算了一下,做一个容器,让光子一头进一头出是不够的,光束的放大率不够,不管这个容器是多长的一个管子。”

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