第6.2节：自发辐射与光的来源

目录 ／ 第6章：量子领域

一、统一机理：库存跨阈值 → 打成团 → 放出来

把任何一次“发光”压成三步：

• 蓄能（有库存）
  原子/分子/固体/等离子体的内部结构，在丝—海图景里对应更紧或更松的张度构型。被加热、电场加速、聚束碰撞、化学反应等“抬高”之后，系统把能量以张力库存的形式暂存起来（激发态、加速态、离化态……）。
• 成团（跨“释放阈值”）
  内部相位演化到合适区间，再加上能量海底噪的轻推，局域系统跨过释放门槛，把库存打包成一个相干的张度皱褶包络——这就是一团光（在路上表现为“波”）。
  关键点：成团需要跨阈值。不到阈值不会“渗出半口”，一到阈值就是一份整团。这就是“光为何是一份一份”的根因之一（源端离散化）。
• 放出与传播（过“路径阈值”）
  包络放出后，传播是否“走得远”，取决于传播阈值：相干是否够整、频段是否踩在透明窗口、取向/通道是否匹配。满足就远行；不满足就近源被吸收、热化或散射掉。
  当这团光遇到受体（电子、分子、探测器像素）时，还要跨闭合阈值才算一次吸收或出射——门槛不可分割，因此在受端也体现为一份一份（受端离散化）。

总结一句：源端成团阈值决定“怎么吐”；路径阈值决定“能否远行”；受端闭合阈值决定“怎么收”。这条“阈值链”把“波的传播”与“粒式记账”一体打通。

二、为什么会“自发”——没有外来光也会放

• 激发态更“费力”：抬高后的构型在张度意义上更紧、更难维持，内在相位逼近“可放区”时会自然寻坡往下。
• 海有“底噪”：能量海从不静止，存在广谱微扰；这些微扰就是不断“叩门”的小手。
• 叩到门就放：当相位到位 + 噪声轻推，跨过释放门槛，一团光被打包吐出。
• 受激辐射只是“把门槛压低”：外来同拍波把释放阈值降下，多个释放被相位锁定、队形一致（激光）。

因而“自发辐射”不是凭空魔法，而是激发态 + 底噪 + 释放阈值三者合拍的结果。

三、光的主要“来源方式”（按物理成因分组）

每一类都套用同一三步：蓄能—成团—放出；只是在“库存怎么来、怎么跨阈值、走哪条通道”上各有侧重。

1. 谱线辐射（原子/分子内的“落级放光”）

• 库存：电子构型被抬高（激发态、离化后再俘获）。
• 成团：相位走到“可放区”，底噪轻推跨阈值，一团相干包络被打出；频率锁定在“内在节拍”。
• 放出：近各向同性；线宽由寿命（短则宽）与环境扰动（碰撞、场粗糙）决定。
• 延时光（荧光/磷光）：若卡在亚稳态，“门槛迟迟不开”，出现延迟释放或多通道竞争后再放。

2. 热辐射（黑体—准黑体）

• 库存：表层海量微过程不断出入能量。
• 成团：无数小团在粗糙边界被反复再处理、互相“熏黑”，离散份额被统计平均；
• 放出：谱形由温度决定，方向近各向同性，相干性弱，但仍受表面张度与粗糙度影响（发射率、偏振）。

3. 加速带电体辐射（同步/曲率、轫致）

• 同步/曲率：带电束在磁场或曲轨“被迫转弯”，边走边把库存持续成团泼出去；常呈强定向、强偏振、宽谱。
• 轫致：强库仑场中急减速，局域张度被猛改写，宽谱一团被打出；在高密/高原子序材料里尤强。

4. 复合/重组辐射（自由电子回“口袋”）

• 库存：离子“口袋”俘获电子，系统从“更费力”回“更省力”。
• 成团：差额跨阈值，一团光吐出；
• 放出：线系清晰，是星云/电浆的典型“霓虹灯”。

5. 湮灭辐射（正负对的“解结”）

• 库存：稳定缠绕的“相反取向”互遇并解丝。
• 成团—放出：库存几乎全转为两团或多团对向包络（窄谱、定向成对），如著名的“半兆电子伏特”成对辐射。

6. 契伦科夫辐射（相速锥）

• 库存：带电体在介质里跑得比该介质的相速还快。
• 成团—放出：沿“锥面”持续撕开相位，打包出蓝色辉光；角度由介质相速定。
• 通道：这是“路径阈值”被持续踩在超相速区的特例。

7. 非线性与混频（转频、和频、差频、拉曼）

• 库存：外来光场提供能量；介质的非线性把能量重分配。
• 成团—放出：在相位匹配与通道满足时，新频段的一团被打出（可受激、可自发），方向与相干度高度依赖几何与材料张度。

四、三件“外观”如何由底层决定：线宽、方向性、相干度

• 线宽：寿命越短，越来不及“挑准频”，观测更宽；环境越“吵”（碰撞、场粗糙），去相干越强，也更宽。
• 方向性/偏振：由近场几何 + 张度梯度决定。自由原子的自发多近各向同性；在磁场/准直通道/界面附近，辐射会被塑形成强定向、强偏振。
• 相干度：单次释放本身就相干；多次再处理后趋向低相干（热光）；若以受激方式锁相，可把相干度拉满（激光）。

五、不是所有扰动都能“成光”并走远：传播阈值筛选

• 相干不足：包络在源头就被打散，走不成“成团波”。
• 窗口不合：频段落在强吸收区，被近源吞没。
• 通道不匹配：没有可走的低阻走廊或取向相悖，迅速耗散。

能远行的“光”，必然同时满足：包络够整 + 踩对窗口 + 通道匹配。其余扰动，多数只在近场“冒个泡”。

六、与现有理论的对表

• 爱因斯坦自发/受激系数：EFT 把“自发概率”具象化为底噪叩门 + 释放阈值；把“受激”具象化为相位锁定 + 降阈。
• 量子电动力学：把光看作场的量子并精确算相互作用；EFT 用成团阈值—路径阈值—闭合阈值的材质图解释为何离散、为何能行、为何能收。
• 经典电动力学“加速电荷必辐射”：EFT 语言即张度地形被持续改写 → 连续成团放出。

七、小结

• 自发辐射 = 激发态在能量海底噪的轻推下跨过释放阈值，把库存打成一团吐出。
• 光为何“一份一份”：来自源端成团阈值与受端闭合阈值的双重离散。
• 光从哪来：谱线、热辐射、同步/曲率、轫致、复合、湮灭、契伦科夫、非线性转频……都是同一三步的不同“上菜方式”。
• 外观的“线宽—方向—相干”都由寿命/环境与几何/张度共同决定。
• 并非所有扰动都能成为“可远行的光”：包络够整、踩对窗口、通道匹配三条缺一不可。

一句话压轴：光是海里的“成团波”，粒式离散来自阈值；源定色，路定形，门定收。