儀器,指科學技術上用于實驗、計量、觀測、檢驗、繪圖等的器具或裝置。通常是為某一特定用途所準備的一套裝置或機器。儀器通常用于科學研究或技術測量、工業(yè)自動化過程控制、生產等用途,一般來說于一個目的的設備或裝置。儀器構造較為復雜,屬于高新技術產品,由多個部件組成的。儀器體積、重量、形狀有各種各樣,的可以直接拿在手中操作,較大體積的儀器一般被稱為裝置或設備。
光與物質的相互作用,實質上是組成物質的微觀粒子吸收或輻射光子,同時改變自身運動狀況的表現。微觀粒子都具有特定的一套能級(通常這些能級是分立的)。任一時刻粒子只能處在與某一能級相對應的狀態(tài)(或者簡單地表述為處在某一個能級上)。與光子相互作用時,粒子從一個能級躍遷到另一個能級,并相應地吸收或輻射光子。光子的能量值為此兩能級的能量差△E,頻率為ν=△E/h(h為普朗克常量)。
1.受激吸收(簡稱吸收)處于較低能級的粒子在受到外界的激發(fā)(即與其他的粒子發(fā)生了有能量交換的相互作用,如與光子發(fā)生非彈性碰撞),吸收了能量時,躍遷到與此能量相對應的較高能級。這種躍遷稱為受激吸收。2.自發(fā)輻射粒子受到激發(fā)而進入的激發(fā)態(tài),不是粒子的穩(wěn)定狀態(tài),如存在著可以接納粒子的較低能級,即使沒有外界作用,粒子也有一定的概率,自發(fā)地從高能級激發(fā)態(tài)(E2)向低能級基態(tài)(E1)躍遷,同時輻射出能量為(E2-E1)的光子,光子頻率 ν=(E2-E1)/h。這種輻射過程稱為自發(fā)輻射。眾多原子以自發(fā)輻射發(fā)出的光,不具有相位、偏振態(tài)、傳播方向上的一致,是物理上所說的非相干光。
儀器儀表能改善、擴展或補充人的官能。人們用感覺去視、聽、嘗、摸外部事物,而顯微鏡、望遠鏡、聲級計、酸度計、高溫計等儀器儀表可改善和擴展人的這些官能。另外,有些儀器儀表如磁強計、射線計數計等可感受到的物理量。還有些儀器儀表可以超過人的能力去記錄、計算和計數,如高速照相機、計算機等??梢栽O想,如果大量原子處在高能級E2上,當有一個頻率 ν=(E2-E1)/h的光子入射,從而激勵E2上的原子產生受激輻射