Frequenzverbreiterung einer Resonatoreigenschwingung durch Wechselwirkung mit einem Atom

Die Wechselwirkung der elektromagnetischen Eigenschwingung eines Resonators mit einem „Zwei‐Niveau‐Atom” führt zu einer symmetrischen Aufspaltung der ungestörten Resonanzfrequenz in zwei Frequenzpaare mit stark verschiedenen Linienabständen. Das innere Frequenzpaar entspricht der „Verstimmung” der Eigenfrequenz des Resonators durch das hineingebrachte anharmonische Atom als „Dielektrikum”. Sein Frequenzabstand nimmt mit steigender Feldamplitude ab und verschwindet im Grenzfall sehr großer Lichtquantenzahl. Das äußere Frequenzpaar wird durch die Frequenz der Absorption und Reemission eines Lichtquants durch das Atom bestimmt und ist mit einer schwachen Amplitudenmodulation der Resonatorschwingung verbunden. Sein Frequenzabstand steigt linear mit der Feldamplitude an. Alle Linien weisen eine spezifisch quantentheoretisch bedingte Verbreiterung auf. welche von der quantentheoretischen Energieunschärfe des schwingenden Systems in Verbindung mit der Anharmonizität des Atoms herrührt. (Harmonische Atomoszillatoren würden keine Linienverbreiterung der hier betrachteten Art verursachen).