التأثير المتبادل بين الحقل الخارجي والجزيئات والذرات في حالتي الامتصاص والاصدار

&لدراسة آلية هذا التأثير المتبادل سوف نكتفي بأخذ سويتين فقط بعين الاعتبار من مجموعة السويات العديدة الذرات . ولتكن السوية الأولى ذات الطاقة E₁ والسوية الثانية E₂ .

إن تفاعل الضوء مع الذرات الثلاث يترافق بثلاث عمليات هي : عملية الامتصاص , عملية الإصدار العفوي وعملية الإصدار القسري . وهذه العمليات الثلاث تترافق بانتقالات تحدث في ذرات المادة بين السويتين E₁ و E₂ عند أي درجة حرارة وهذا ما يتعلق بعملية التوازن الحراري .

سنقوم في هذه المرحلة بدراسة تأثير كل عملية من عمليات الانتقال الثلاث السابقة على معدل التغير في عدد الذرات N₂ في السوية المثارة E₂ وذلك في حالة التوازن الحراري , فالعلاقة بين عدد الذرات في سويات الطاقة المختلفة عند التوازن الحراري يمكن وصفها بمعادلة ماكسويل بولتزمان التالية :

حيث :

k : ثابت بولتزمان .

N₂ : عدد الذرات في السوية المثارة E₂ .

N₁ : عدد الذرات في السوية الأساسية E₁ .

g₂ و g₁  : درجة تعدد السوية الاساسية والمثارة .

T : درجة الحرارة المطلقة .

u : تردد الإشعاع .

h : ثابت بلانك .

** الإصدار التلقائي **

تعتمد عملية الإصدار التلقائي على عدد الذرات في السوية المثارة N₂ فكلما ازداد هذا العدد كلما ساهم ذلك في عملية الإصدار التلقائي كما يتعلق هذا الانتقال بالمعامل A₂₁ الذي يعبر عن احتمال حدوث الإصدار التلقائي ويدعى معامل اينشتاين للإصدار التلقائي , كما أن معدل التغير في عدد الذرات في السوية المثارة بالنسبة للزمن يكون دائما سالبا لأن العدد N₂ يتناقص مع الزمن ويمكن التعبير عن ذلك بالمعادلة :

إن هذا الإصدار الذي يزيد من عدد الفوتونات الصادرة يتناسب مع عدد