Spontane Emission

Ein Teil der Atome (oder Moleküle, Ionen) befinde sich im angeregten Zustand 2. Ohne eine äußere Beeinflussung kehren sie spontan in den Grundzustand 1 nach einer mittleren Verweildauer $\tau$ zurück. Mit dieser Zustandsänderung kann gemäß der Planck'schen Beziehung

$$E_2-E_1 = h \nu$$

die Emission eines Photons der Frequenz $\nu$ verknüpft sein. Die Wahrscheinlichkeit W₂₁^sp, daß ein System in der Zeit tdurch spontane Emission vom Zustand 2 in den Zustand 1 übergeht, kann durch den Einsteinkoeffizienten A₂₁ beschrieben werden:

$$dW^{sp}_{21}= A_{21}dt \mbox{ mit } A_{21}=\frac{1}{\tau}$$

Spontane Übergänge können natürlich nur von höheren zu tieferen Energieniveaus stattfinden und nicht umgekehrt.