普通光(ordinary light)和鐳射(laser light)的區別

普通光和鐳射都是電磁波。因此，兩者都在真空中以光速運動。然而，鐳射具有自然界所不具備的重要而獨特的性質。普通光是發散的和非相干的，而鐳射是高度定向的和相干的。普通光是具有不同波長的電磁波的混合物。另一方面，鐳射是單色的。這是普通光和鐳射的主要區別。本文著重討論了普通光和鐳射的區別。...

普通光的主要區別(main difference ordinary light) vs. 鐳射(laser light)

普通光和鐳射都是電磁波。因此，兩者都在真空中以光速運動。然而，鐳射具有自然界所不具備的重要而獨特的性質。普通光是發散的和非相干的，而鐳射是高度定向的和相干的。普通光是具有不同波長的電磁波的混合物。另一方面，鐳射是單色的。這是普通光和鐳射的主要區別。本文著重討論了普通光和鐳射的區別。

什麼是普通光(ordinary light)？

日光燈、熒光燈和白熾燈（鎢絲燈泡）是最有用的普通光源。

根據理論，任何溫度高於絕對零度的物體都會發出電磁輻射。這是白熾燈泡的基本概念。白熾燈泡有鎢絲。當燈泡開啟時，施加的電位差使電子加速。但是這些電子在較短的距離內與原子核發生碰撞，因為鎢具有很高的電阻。由於電子與原子核的碰撞，電子的動量發生變化，將部分能量轉移到原子核。所以，鎢絲加熱了。被加熱的燈絲起到黑體的作用，併發射覆蓋很寬頻率範圍的電磁波。它發射微波、紅外線、可見光等，只有光譜的可見部分對我們有用。

太陽是一個過熱的黑體。因此，它以電磁波的形式釋放出巨大的能量，覆蓋從無線電波到伽馬射線的廣泛頻率。此外，任何受熱的物體都會發出包括光波在內的輻射。在給定的溫度下，對應於黑體最高強度的波長由維恩位移定律給出。根據維恩位移定律，最高強度對應的波長隨溫度的升高而減小。在室溫下，對應於物體最高強度的波長落入紅外區。然而，對應於最高強度的波長可以透過提高身體的溫度來調節。但是，我們無法阻止其他頻率的電磁波的發射。因此，這種波不是單色的。

通常，所有的普通光源都是發散的。換句話說，普通光源向所有方向隨機發射電磁波。發射光子的相位之間也沒有關係。所以，它們是非相干光源。

一般來說，由普通光源發射的波是多色的（具有許多波長的波）。

什麼是鐳射(laser light)？

術語“鐳射”是透過受激輻射進行光放大的縮寫。

一般來說，由於基態是最穩定的狀態，物質介質中的大多數原子都停留在基態。然而，有一小部分原子存在於激發態或高能態。原子以高能態存在的百分比取決於溫度。在給定的激發能級下，溫度越高，原子數越大。激發態是非常不穩定的。所以，激發態的壽命很短。因此，被激發的原子會立即去激發到基態，釋放出光子形式的多餘能量。這些轉變是概率的，不需要外界的任何**。沒有人能說一個被激發的原子或分子什麼時候會去激發。發射光子的相位是隨機的，因為躍遷過程也是隨機的。簡單地說，發射是自發的，當躍遷發生時發射的光子是異相的（非相干的）。

然而，一些材料具有更高的能量狀態和更高的壽命（這種能量狀態被稱為亞穩態）。因此，被提升到亞穩態的原子或分子不會立即回到基態。原子或分子可以透過從外部提供能量被抽運到它們的亞穩狀態。一旦被抽到亞穩狀態，它們就會長期存在而不返回地面。因此，透過從基態向亞穩態泵送越來越多的原子或分子，亞穩態原子的百分比可以大大增加。這種情況與正常情況完全相反。所以，這種情況被稱為人口反轉。

然而，存在於亞穩態的原子可以被入射光子激發去激發。在轉換過程中，會發射一個新光子。如果入射光子的能量正好等於亞穩態和基態之間的能量差，則新照片的相位、方向、能量和頻率將與入射光子的相位、方向、能量和頻率相同。如果物質介質處於布居反轉態，新的光子將激發另一個被激發的原子。最終，這個過程將變成一個連鎖反應，釋放出大量相同的光子。它們是相干的（同相）、單色的（單色）和定向的（沿同一方向傳播）。這是鐳射的基本動作。

鐳射的獨特特性，如相干性、方向性和窄的頻率範圍是鐳射應用的關鍵優勢。根據鐳射介質的型別，鐳射器有固體鐳射器、氣體鐳射器、染料鐳射器和半導體鐳射器。

今天，鐳射在許多不同的應用中得到了應用，而更多的新應用正在開發中。