光子之 間的相互作用多 種多 樣,主要 包括以下 幾 種 類型:
光 電效 應。 當光子 與物 質原子中的束 縛 電子 發生相互作用 時,光子的全部能量 會 轉移 給某 個束 縛 電子,使之克服原子核的束 縛 並以一定的能量 發射出 來,原 來的光子 則 會消失。
受激 發射和受激吸收。 當物 質中的 電子在高能 態和低能 態之 間 躍 遷 時, 會 發生 這 兩 種效 應。 電子 從高能 態 躍 遷到低能 態 時, 會以 發光或 發 熱的形式 釋放出 多餘能量;若 電子 從低能 態吸收光子能量 躍 遷到高能 態, 則 會 發生光吸收。受激 發射可以使 雷射的 產生成 為可能,而 雷射因具有 優 異的 單色性、 方向性和亮度,在信息 傳 遞等 領域有 廣泛 套用。
光子之 間的相互作用。在特定 條件下,光子可以直接相互作用。例如,研究人 員 發 現,通 過特殊 條件下的 雷射照射,光子可以成 對或 三個一 組地相互作用,形成一 種新的光子物 質 狀 態。 這 種 狀 態下,光子表 現出 與通常不同的特性,如 傳播速度的 顯著 減慢。
以上 這些相互作用展示了光子在物理 學和工程技 術中的 廣泛 套用, 從基 礎的 雷射 產生到前沿的量子 計算研究。