アインシュタイン係数
原子スペクトル線は、気体の放出および吸収の現象を指し、 n 2 {\displaystyle n_{2}} は線の高エネルギー状態の原子の密度、 n 1 {\displaystyle n_{1}} は線の低エネルギー状態の原子の密度である。
周波数νにおける原子線放射の放出は、エネルギー/(時間 × 体積 × 立体角)の単位で放出スペクトル ε {\displaystyle \epsilon } により表される。ε dt dV dΩ は体積要素 d V {\displaystyle dV} により時間 d t {\displaystyle dt} で立体角 d Ω {\displaystyle d\Omega } に放出されるエネルギーである。原子線放射の場合
ε = h ν 4 π n 2 A 21 , {\displaystyle \epsilon ={\frac {h\nu }{4\pi }}n_{2}A_{21},}
である。ここで A 21 {\displaystyle A_{21}} は自然放出のアインシュタイン係数であり、2つの関連するエネルギー準位の関連する原子の固有の特性により決まる値である。
原子線放射の吸収は、1/長さの単位で吸収係数 κ {\displaystyle \kappa } により表される。式κ' dxは、距離dxを移動するときに周波数νの光ビームの吸収される強度の割合を示す。吸収係数は