Oprócz zjawiska fotoelektrycznego, Comptona i Thomsona istnieje jeszcze jeden proces, w którym fotony w wyniku oddziaływania z materią tracą swą energię. Jest to zjawisko kreacji par. Zjawisko tworzenia par jest również doskonałym przykładem przemiany energii promienistej w energię spoczynkową, a także w energię kinetyczną.
W procesie tym foton o wysokiej energii traci wskutek zderzenia z jądrem całą swą energię hv i jej kosztem powstaje para cząstek - elektron i pozyton, mających pewną energię kinetyczną. Pozyton jest cząstką o własnościach identycznych z własnościami elektronu, z wyjątkiem znaku ładunku elektrycznego.
W procesie tworzenia par energia przekazana jądru ulegającemu odrzutowi jest zaniedbywalna, ponieważ jądro ma dużą masę. Obie cząstki mają jednakowe energie spoczynkowe. Wyprodukowany pozyton ma nieco większą energię kinetyczną, ponieważ w wyniku oddziaływania kulombowskiego wytworzonej pary z dodatnio naładowanym jądrem występuje przyspieszenie pozytonu i hamowanie elektronu
Podstawowe prawa, które muszą być spełnione podczas oddziaływania to: prawo zachowania całkowitej energii relatywistycznej, prawo zachowania pędu oraz prawo zachowania ładunku. Obecność ciężkiego jądra (które może odebrać część pędu nie zmieniając przy tym w sposób znaczny bilansu energetycznego) jest konieczne, aby w procesie tworzenia pary spełnione były jednocześnie zarówno prawo zachowania pędu jak i energii. Mówimy, że proces kreacji par przebiega w polu jądra, czyli w polu oddziaływania z jądrem.
W procesie tworzenia par energia przekazana jądru ulegającemu odrzutowi jest zaniedbywalna, ponieważ jądro ma dużą masę. Obie cząstki mają jednakowe energie spoczynkowe. Wyprodukowany pozyton ma nieco większą energię kinetyczną, ponieważ w wyniku oddziaływania kulombowskiego wytworzonej pary z dodatnio naładowanym jądrem występuje przyspieszenie pozytonu i hamowanie elektronu
Podstawowe prawa, które muszą być spełnione podczas oddziaływania to: prawo zachowania całkowitej energii relatywistycznej, prawo zachowania pędu oraz prawo zachowania ładunku. Obecność ciężkiego jądra (które może odebrać część pędu nie zmieniając przy tym w sposób znaczny bilansu energetycznego) jest konieczne, aby w procesie tworzenia pary spełnione były jednocześnie zarówno prawo zachowania pędu jak i energii. Mówimy, że proces kreacji par przebiega w polu jądra, czyli w polu oddziaływania z jądrem.
EMISJA WYMUSZONA
W optyce emisja wymuszona to proces emisji fotonów przez materię w wyniku oddziaływania z innym fotonem. Warunkiem do tego, aby emisja wymuszona nastąpiła, jest równość energii fotonu z energią wzbudzenia atomu. Foton inicjujący emisję nie jest pochłaniany przez materię - pełni tylko rolę wyzwalającą proces. Foton emitowany przez atom ma częstotliwość (a więc również energię), fazę i polaryzację taką samą jak foton wywołujący emisję. Kierunek ruchu obu fotonów również jest ten sam. Światło złożone z takich identycznych fotonów nazywa się światłem spójnym. Zjawisko to jest podstawą działania laserów.
Oddziaływanie atomu z fotonem wywołuje pochłonięcie fotonu z prawdopodobieństwem zależnym tylko od natężenia oświetlenia, czyli ilości fotonów.
Emisja wymuszona jest zjawiskiem odwrotnym do pochłaniania fotonów przez atomy (cząsteczki). Prawdopodobieństwo pochłonięcia fotonu przez atom w stanie podstawowym jest takie samo jak prawdopodobieństwo emisji wymuszonej atomu wzbudzonego, dlatego o wielkości emisji/pochłaniania ośrodka decyduje różnica liczby atomów w stanie wzbudzonym i podstawowym.
Emisja wymuszona jest zjawiskiem odwrotnym do pochłaniania fotonów przez atomy (cząsteczki). Prawdopodobieństwo pochłonięcia fotonu przez atom w stanie podstawowym jest takie samo jak prawdopodobieństwo emisji wymuszonej atomu wzbudzonego, dlatego o wielkości emisji/pochłaniania ośrodka decyduje różnica liczby atomów w stanie wzbudzonym i podstawowym.
EMISJA SPONTANICZNA
misja spontaniczna zachodzi wtedy, gdy elektrony znajdujące się na poziomach wzbudzonych w sposób spontaniczny wracają na niższe poziomy energetyczne, emitując przy tym fotony.
Zjawisko występuje powszechnie i odpowiada za niemal każde świecenie ciał, np. gazów rozgrzanych, wzbudzonych atomów, ciał ciekłych i stałych, a także urządzeń elektronicznych takich jak diody elektroluminescencyjne (LED).
Liczba emisji spontanicznych ciała, w którym w stanie wzbudzonym jest N atomów określona jest wzorem:
Zjawisko występuje powszechnie i odpowiada za niemal każde świecenie ciał, np. gazów rozgrzanych, wzbudzonych atomów, ciał ciekłych i stałych, a także urządzeń elektronicznych takich jak diody elektroluminescencyjne (LED).
Liczba emisji spontanicznych ciała, w którym w stanie wzbudzonym jest N atomów określona jest wzorem:
gdzie A21 jest stałym dla danego przejścia w danym atomie współczynnikiem emisji (stała wprowadzona przez Einsteina).