Wechselwirkungen Licht $\leftrightarrow$ Materie
( Lichterzeugung)

Abbildung: entstehende Spiralbewegung

Dem aufmerksamen Leser sollte sich in Abschnitt 2 die Frage nach dem Energieerhaltungssatz gestellt haben, denn wenn eine elektromagnetische Welle durch das umkreisende Elektron ausgesandt wird, muß dieses Energie verlieren und über kurz oder lang in den Atomkern stürzen (Abb 2). Aber aus Erfahrung wissen wir, daß Materie im alltäglichen Sinne stabil ist.

Abbildung: diskrete Bahnen

Um diesen Widerspruch aufzuheben, müssen wir ein wenig in die Bohrsche Atomtheorie bzw. in die Quantentheorie einsteigen. Nach dieser Theorie besitzt ein Atom ganz diskrete eindeutige Energieniveaus (Abb 3) und nur auf diesen kann ein Elektron den Kern umkreisen, wobei die inneren die niedrigeren Energieniveaus sind. Wenn ein Elektron nun von einer Bahn auf eine niedrigere wechselt, gibt es die Energiedifferenz in Form einer elektromagnetischen Welle der Frequenz $\nu$ ab.

$$\nu = \frac{\Delta W}{h}$$ (4)

$$h = Plancksches\;Wirkungsquant$$

$$\Delta W = Differenz\;der\;Energieniveaus$$

Hierbei hat jeder Sprung seine eigene spezifische Energiedifferenz und damit auch Frequenz. Um kohärentes Licht, also mit einer einheitliche Frequenz, wie es vom Laser erzeugt wird, ausstrahlen zu können, müssen alle Atome denselben Sprung ausführen.