自然放出（読み）シゼンホウシュツ（その他表記）spontaneous emission

デジタル大辞泉

しぜん‐ほうしゅつ〔‐ハウシユツ〕【自然放出】

励起状態にある原子または分子が、外部からの作用とは無関係に電磁波を放出して、よりエネルギーが低い定常状態になる現象。自発放出。→誘導放出

出典　小学館

改訂新版　世界大百科事典

自然放出 (しぜんほうしゅつ)
spontaneous emission

原子や分子などが励起状態にあるとき，外部から何も刺激がなくとも自然に光（電磁波）を放出してエネルギーの低い状態に移る現象。直観的には，振動する電気的双極子から放出される電磁波という描像によっても理解できるが，その正しい起源と性質は量子力学によって初めて説明される。物質からの発光現象の大部分はこの過程によるものであり，その際個々の粒子からの発光過程は独立に，乱雑に起こるので，合成された放出光は位相の乱れたインコヒーレントな光となる。自然放出が起こるため，原子や分子が励起状態にとどまる時間は有限になり（他の原因もある），その平均時間を寿命という。寿命は放出される電磁波の波長の3乗に比例するので，短波長になると，急激に自然放出が起こりやすくなる。寿命の値は，電波領域で10⁴秒以上，通常の光領域（赤外，可視，紫外）で10⁻³～10⁻⁹秒，X線領域で10⁻¹⁵～10⁻²⁴秒の程度である。

　自然放出を行う粒子が，ばらばらではなく，何らかの原因によって強い相関を生じて足並みそろえたふるまいをするようになると，自然放出の寿命は著しく短縮され，強力な光を放出する。これを超放射superradianceという。N個の粒子が完全な相関をもつと，寿命はN分の1になり，光強度は1粒子からの発光強度のN²倍になる（ふつうの自然放出ではN倍）。超放射は，純粋な自然放出というよりは，誘導放出の過程が暗に含まれている現象とも解釈されている。
執筆者：矢島 達夫

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

百科事典マイペディア

自然放出【しぜんほうしゅつ】

自発放出とも。原子や分子などが励起状態にあるとき，外部からの作用によらず自然に光（電磁波）を放出してエネルギーの低い他の定常状態に移る現象。物質からの発光現象の大部分は自然放出によるもので，発光が個々粒子で独立に乱雑に起こるため，合成された放出光は位相の乱れた光となる。また，原子や分子が励起状態にとどまる時間の平均時間を寿命というが，寿命は放出される電磁波の波長の３乗に比例するため，短波長になると，急激に自然放出が起こりやすくなる。→誘導放出

出典　株式会社平凡社

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

自然放出
しぜんほうしゅつ

「自発放出」のページをご覧ください。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

世界大百科事典（旧版）内の自然放出の言及

【光】より

…そしてこの光量子仮説を原子構造にとり入れることによって，N.H.D.ボーアは，原子の定常状態のエネルギーはとびとびの値しかとらず，原子がエネルギー₂の定常状態から₁(₂＞₁)の定常状態へ遷移するとき，hν＝₂－₁なる振動数νの光を放出するとして，原子スペクトルの規則性に説明を与えたのである。
［自然放出と誘導放出］
　物質からの可視光や紫外光の放出は，通常，原子内電子の定常状態間の遷移による。高いエネルギーの定常状態にある原子は，より低いエネルギーの定常状態に自発的に遷移するので，このような機構による光の放出は自然放出と呼ばれる。…

【レーザー】より

…lightをmicrowave(マイクロ波)におきかえたメーザーmaserと同じ原理に基づく。
［原理］
　分子(または原子，イオン)から電磁波(光もマイクロ波もその一種)が放射される機構は，自然放出と誘導放出の二つに大別される。分子の二つのエネルギー準位E₁,E₂(E₂＞E₁)に注目して考えると，自然放出は，E₂の状態にある分子が外部からの刺激なしにE₁の状態に遷移し，その際に電磁波が放射される現象である。…

※「自然放出」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」