在本書(shū)中我們論述輻射與物質(zhì)的相互作用，并特別注意它對(duì)于典型地存在于激光器中的增益（放大）介質(zhì)的應(yīng)用。輻射與物質(zhì)相互作用，傳統(tǒng)的處理方式是采用彈簧上的電子這一模型，用光的折射系數(shù)和吸收系數(shù)來(lái)表述。在第三章里，我們將證明這個(gè)模型對(duì)于若干線性吸收系統(tǒng)是合理的；不過(guò)要對(duì)增益介質(zhì)作微觀描述，這個(gè)模型即使不是完全不可用，也將是極其不便的。電子-彈簧模型的基本不成功之點(diǎn)在于：對(duì)于一個(gè)系綜，它難于給出凈的受激發(fā)射（也就不能給出增益）”。與此相對(duì)比，物理上更為可靠的對(duì)于物質(zhì)系統(tǒng)的量子力學(xué)處理，很自然地給出粒子布居反轉(zhuǎn)的概念，并闡明受激發(fā)射過(guò)程。因此，我們不得不從一開(kāi)始就以對(duì)原子的量子力學(xué)描述作為理解輻射與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)。在第一章至第十三章里，考慮一個(gè)經(jīng)典場(chǎng)與服從量子力學(xué)規(guī)律的原子發(fā)生相互作用。而在本書(shū)其余章節(jié)中，場(chǎng)與原子二者都是用量子力學(xué)理論處理。

　　在本章里要綜述波動(dòng)力學(xué)的若干主要內(nèi)容，這些內(nèi)容對(duì)于處理輻射與物質(zhì)的相互作用特別重要。在我們的討論中要對(duì)下面章節(jié)中所需要的符號(hào)給予定義，并為讀者提供有關(guān)背景材料更完整的參考資料的導(dǎo)引。在1.1節(jié)里要介紹量子力學(xué)的關(guān)鍵概念一—波函數(shù)，并通過(guò)幾率密度給它一個(gè)物理詮釋。然后應(yīng)用波函數(shù)計(jì)算算符的期待值，給出與若于組物理測(cè)量之間的聯(lián)系。提出了波函數(shù)的運(yùn)動(dòng)方程——薛定諤方程

　　以及它的形式解，這解表示為諸能量本征函數(shù)的疊加。在1.2節(jié)里，引用一維勢(shì)阱中的粒子為例，具體說(shuō)明我們的理論。這個(gè)問(wèn)題與激光器共振腔的模式問(wèn)題（第八章）在形式上相似.1.8節(jié)綜述量子力學(xué)簡(jiǎn)諧振子的若干結(jié)果。這個(gè)系統(tǒng)與輻射的量子理論特別有關(guān)系，在輻射的量子理論中證明（第十四章）輻射場(chǎng)模的行為與簡(jiǎn)諧振子相似。在1.4節(jié)中，我們復(fù)習(xí)氫原子。這是量子力學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)簡(jiǎn)單而具體的例子，后面將用它來(lái)示明輻射與物質(zhì)的相互作用。最后，在1.5節(jié)里要考慮一個(gè)具有自旋號(hào)和磁矩的粒子。這個(gè)問(wèn)題和斯特恩一革拉赫實(shí)驗(yàn)用例證說(shuō)明了經(jīng)典系統(tǒng)與量子力學(xué)系統(tǒng)之間的主要差別。這里的分析在形式上同關(guān)于二能級(jí)原子系統(tǒng)的分析極為相似，并且為若干有關(guān)的問(wèn)題提供了有用的記號(hào)。二能級(jí)原子系統(tǒng)將在以后章節(jié)中處理.

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