第6.2節：自發輻射與光的來源

目錄 ／ 第6章：量子領域（V5.05）

一、統一機理：庫存跨閾值 → 打成團 → 放出來

把任何一次“發光”壓成三步：

• 蓄能（有庫存）
  原子/分子/固體/等離子體的內部結構，在絲—海圖景裡對應更緊或更松的張度構型。被加熱、電場加速、聚束碰撞、化學反應等“抬高”之後，系統把能量以張力庫存的形式暫存起來（激發態、加速態、離化態……）。
• 成團（跨“釋放閾值”）
  內部相位演化到合適區間，再加上能量海底噪的輕推，局域系統跨過釋放門檻，把庫存打包成一個相干的張度皺褶包絡——這就是一團光（在路上表現為“波”）。
  關鍵點：成團需要跨閾值。不到閾值不會“滲出半口”，一到閾值就是一份整團。這就是“光為何是一份一份”的根因之一（源端離散化）。
• 放出與傳播（過“路徑閾值”）
  包絡放出後，傳播是否“走得遠”，取決於傳播閾值：相干是否夠整、頻段是否踩在透明視窗、取向/通道是否匹配。滿足就遠行；不滿足就近源被吸收、熱化或散射掉。
  當這團光遇到受體（電子、分子、探測器圖元）時，還要跨閉合閾值才算一次吸收或出射——門檻不可分割，因此在受端也體現為一份一份（受端離散化）。

總結一句：源端成團閾值決定“怎麼吐”；路徑閾值決定“能否遠行”；受端閉合閾值決定“怎麼收”。這條“閾值鏈”把“波的傳播”與“粒式記帳”一體打通。

二、為什麼會“自發”——沒有外來光也會放

• 激發態更“費力”：抬高後的構型在張度意義上更緊、更難維持，內在相位逼近“可放區”時會自然尋坡往下。
• 海有“底噪”：能量海從不靜止，存在廣譜微擾；這些微擾就是不斷“叩門”的小手。
• 叩到門就放：當相位到位 + 雜訊輕推，跨過釋放門檻，一團光被打包吐出。
• 受激輻射只是“把門檻壓低”：外來同拍波把釋放閾值降下，多個釋放被相位鎖定、隊形一致（鐳射）。

因而“自發輻射”不是憑空魔法，而是激發態 + 底噪 + 釋放閾值三者合拍的結果。

三、光的主要“來源方式”（按物理成因分組）

每一類都套用同一三步：蓄能—成團—放出；只是在“庫存怎麼來、怎麼跨閾值、走哪條通道”上各有側重。

1. 譜線輻射（原子/分子內的“落級放光”）

• 庫存：電子構型被抬高（激發態、離化後再俘獲）。
• 成團：相位走到“可放區”，底噪輕推跨閾值，一團相干包絡被打出；頻率鎖定在“內在節拍”。
• 放出：近各向同性；線寬由壽命（短則寬）與環境擾動（碰撞、場粗糙）決定。
• 延時光（螢光/磷光）：若卡在亞穩態，“門檻遲遲不開”，出現延遲釋放或多通道競爭後再放。

2. 熱輻射（黑體—准黑體）

• 庫存：表層海量微過程不斷出入能量。
• 成團：無數小團在粗糙邊界被反復再處理、互相“熏黑”，離散份額被統計平均；
• 放出：譜形由溫度決定，方向近各向同性，相干性弱，但仍受表面張度與粗糙度影響（發射率、偏振）。

3. 加速帶電體輻射（同步/曲率、軔致）

• 同步/曲率：帶電束在磁場或曲軌“被迫轉彎”，邊走邊把庫存持續成團潑出去；常呈強定向、強偏振、寬譜。
• 軔致：強庫侖場中急減速，局域張度被猛改寫，寬譜一團被打出；在高密/高原子序材料裡尤強。

4. 複合/重組輻射（自由電子回“口袋”）

• 庫存：離子“口袋”俘獲電子，系統從“更費力”回“更省力”。
• 成團：差額跨閾值，一團光吐出；
• 放出：線系清晰，是星雲/電漿的典型“霓虹燈”。

5. 湮滅輻射（正負對的“解結”）

• 庫存：穩定纏繞的“相反取向”互遇並解絲。
• 成團—放出：庫存幾乎全轉為兩團或多團對向包絡（窄譜、定向成對），如著名的“半兆電子伏特”成對輻射。

6. 契倫科夫輻射（相速錐）

• 庫存：帶電體在介質裡跑得比該介質的相速還快。
• 成團—放出：沿“錐面”持續撕開相位，打包出藍色輝光；角度由介質相速定。
• 通道：這是“路徑閾值”被持續踩在超相速區的特例。

7. 非線性與混頻（轉頻、和頻、差頻、拉曼）

• 庫存：外來光場提供能量；介質的非線性把能量重分配。
• 成團—放出：在相位匹配與通道滿足時，新頻段的一團被打出（可受激、可自發），方向與相干度高度依賴幾何與材料張度。

四、三件“外觀”如何由底層決定：線寬、方向性、相干度

• 線寬：壽命越短，越來不及“挑准頻”，觀測更寬；環境越“吵”（碰撞、場粗糙），去相干越強，也更寬。
• 方向性/偏振：由近場幾何 + 張度梯度決定。自由原子的自發多近各向同性；在磁場/准直通道/介面附近，輻射會被塑形成強定向、強偏振。
• 相干度：單次釋放本身就相干；多次再處理後趨向低相干（熱光）；若以受激方式鎖相，可把相干度拉滿（鐳射）。

五、不是所有擾動都能“成光”並走遠：傳播閾值篩選

• 相干不足：包絡在源頭就被打散，走不成“成團波”。
• 窗口不合：頻段落在強吸收區，被近源吞沒。
• 通道不匹配：沒有可走的低阻走廊或取向相悖，迅速耗散。

能遠行的“光”，必然同時滿足：包絡夠整 + 踩對視窗 + 通道匹配。其餘擾動，多數隻在近場“冒個泡”。

六、與現有理論的對表

• 愛因斯坦自發/受激係數：EFT 把“自發概率”具象化為底噪叩門 + 釋放閾值；把“受激”具象化為相位鎖定 + 降閾。
• 量子電動力學：把光看作場的量子並精確算相互作用；EFT 用成團閾值—路徑閾值—閉合閾值的材質圖解釋為何離散、為何能行、為何能收。
• 經典電動力學“加速電荷必輻射”：EFT 語言即張度地形被持續改寫 → 連續成團放出。

七、小結

• 自發輻射 = 激發態在能量海底噪的輕推下跨過釋放閾值，把庫存打成一團吐出。
• 光為何“一份一份”：來自源端成團閾值與受端閉合閾值的雙重離散。
• 光從哪來：譜線、熱輻射、同步/曲率、軔致、複合、湮滅、契倫科夫、非線性轉頻……都是同一三步的不同“上菜方式”。
• 外觀的“線寬—方向—相干”都由壽命/環境與幾何/張度共同決定。
• 並非所有擾動都能成為“可遠行的光”：包絡夠整、踩對視窗、通道匹配三條缺一不可。

一句話壓軸：光是海裡的“成團波”，粒式離散來自閾值；源定色，路定形，門定收。