粒子数按能级的统计分布

    由大量原子组成的系统，在温度不太低的平衡态， 原子数目按能级的分布服从玻耳兹曼统计分布：



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　若 E₂ > E₁，则两能级上的原子数目之比
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　数量级估计：
　　　　　　　　　　　　T ～ 10³ K ；
　　　　　　　　　　　　kT ～ 1.38 × 10^-20 J ～ 0.086 eV；
　　　　　　　　　　　　E₂ - E₁ ～ 1 eV；

　　　　　　故 　　　　　　　

　　但要产生激光必须使大量原子激发，并且 N₂ > N₁，这种状态称为粒子数反转( population inversion )。

　　原子激发的几种基本方式：

　　　　　　　　　　　　　（1） 气体放电激发
　　　　　　　　　　　　　（2） 原子间碰撞激发
　　　　　　　　　　　　　（3） 光激发