这个疑问非常有道理 ， 这也是无数人在理解激光冷却时必然会遇到的一个问题 。
要度过这道坎 ， 咱们得从原子的能级说起 。
原子的能级

原子就是原子核加上原子核外面的众多电子 。 而电子在原子核外面的排布是分极的 。 举个不准确但是非常形象的比喻就是 ， 原子核就是太阳 ， 电子就是行星 。
跟太阳系所不同的是 ， 电子只能从这个轨道跃迁到另一个轨道 ， 绝不会待在两个轨道之间的某一个位置 。 也就是说 ， 如果地球是一个电子 ， 那么 ， 它要么获得能量后 ， 跃迁到火星的轨道 ， 或者失去能量 ， 降到金星的轨道 ， 决不能处在地球轨道和火星轨道的中间 。
就像一栋电梯楼 ， 有的电子处在第一层 ， 它的能量最低 ， 此时我们称为基态 ， 有的电子处在第二层 ， 有的处在第三层……显然 ， 电子要想从第1层跃迁到第2层时必须要获得能量：比如捕获某个光子 ， 这个光子的能量恰好等于第1层和第2层之间的能量差 。
而电子从第3层跃迁到第2层时 ， 显然电子的能量值就降低了 ， 但是能量不能凭空消失 ， 所以 ， 电子减少的那一部分能量会作为一个光子发射出去 ， 而这个光子的能量恰好等于第3层和第2层之间的能量差 。
从以上我们看出来了 ， 原子要想吸收光子的话 ， 这个光子的能量是电子不同能级的能量差 。 也就是说 ， 原子不可能吸收一个光子后 ， 核外的电子从第2层跃迁到了第2.7层 ， 这是不可能发生的 。
明白了这点 ， 我们就能知道如何让原子减速了 。
多普勒效应
上文中 ， 咱们已经知道 ， 朝原子发射光子 ， 就能让迎面而来的原子速度降低 ， 然而 ， 难点是 ， 原子的运动方向如果跟光子相同 ， 就会加快原子的运动速度 。
不过 ， 在回顾了上文中原子的能级后 ， 我们已经明白：不是所有的光子 ， 原子都能吸收！
既然这样 ， 可不可以让迎面而来的原子吸收我们发射的光子 ， 而同向而去的原子不吸收？当然可以了 ， 根据什么呢？多普勒效应 。
我们知道 ， 迎面而来的火车 ， 其声尖锐 ， 因为火车发出的声波跟火车一个方向 ， 声波被“挤压” ， 频率升高了；同理 ， 逐渐远去的火车 ， 其声音的音调变低 ， 因为声波被“拉伸” ， 频率降低 。



光既是粒子也是电磁波 ， 如果光是迎面而来 ， 那么被压缩 ， 光的频率就会升高 ， 如果光是远离而去 ， 光的频率就会降低 。
频率决定了光的能量 ， 比如紫外线的频率比红光的高 ， 所以紫外线能量能红光的高 。 而刚才我们说了 ， 原子只能吸收固定的能量 ， 换句话说 ， 原子只能吸收某种频率的光子 ， 这个频率就是原子的固有频率 。
接下来 ， 就好办了 。 当我们要想冷却某种原子的时候 ， 发射一束频率比该原子固有频率稍低的光子 ， 此时 ， 对于迎面而来的原子来说 ， 这束光子的频率会升高 ， 高到恰好等于该原子的固有频率 ， 于是被吸收 ， 然后被减速 。 而对于运动同向的原子呢 ， 这束光的频率会降低 ， 就不能吸收了 。

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