Inversione di popolazione: differenze tra le versioni

dove <math>N_2</math> e <math>N_1</math> sono rispettivamente il numero di atomi nel secondo e nel primo stato, ''T'' è la temperatura del sistema e ''k'' è la [[costante di Boltzmann]]. ''T'' deve essere espressa in gradi [[Kelvinkelvin]] o in gradi [[Rankine]]. Le due probabilità ''P''₁₂ e ''P''₂₁ sono identiche (la dimostrazione di questo fatto fu uno dei risultati più importanti di tutta la fisica del [[XIX secolo]]) e sono "incorporate" nella costante di Boltzmann.

Considerando degli atomi a temperatura ambiente all'equilibrio termodinamico, con un salto di energia fra i due stati di 2,07 eV (un valore pari all'energia media di un fotone di luce visibile) il numero di atomi in stati eccitati è infinitesimo: 1,8 x 10^-38. Esso cresce lentamente all'aumentare della temperatura, ma rimane sempre molto piccolo; a una temperatura di 4000K4000&nbsp;K avremmo ancora solo quattro atomi eccitati su diecimila. Ottenere una inversione di popolazione a temperatura ambiente è impossibile, se non si altera l'equilibrio termodinamico del sistema con una fonte di energia esterna.