Spontaniškos ir stimuliuojamos emisijos skirtumas

Spontaniškas ir stimuliuojamas išmetimas

Išmetimas reiškia energijos išsiskyrimą fotonuose, kai elektronas keičiasi tarp dviejų skirtingų energijos lygių. Būdinga, kad atomai, molekulės ir kitos kvantinės sistemos yra sudarytos iš daugelio energijos lygių, supančių šerdį. Elektronai yra šiuose elektronų lygiuose ir dažnai pereina iš vieno lygio į kitą, absorbuodami ir išmesdami energiją. Kai absorbcija vyksta, elektronai pereina į aukštesnės energijos būseną, vadinamą „sužadintai būsenai“, o energijos tarpas tarp dviejų lygių yra lygus sugertos energijos kiekiui. Panašiai, sužadintose būsenose esantys elektronai juose amžinai nepasiliks. Todėl jie patenka į žemesnę sužadintą būseną arba žemės paviršių, išmesdami energijos kiekį, kuris atitinka energijos tarpą tarp dviejų pereinamųjų būsenų. Manoma, kad šios energijos yra absorbuojamos ir išleidžiamos diskretinės energijos kvantuose arba paketuose.

Spontaniškas spinduliavimas

Tai yra vienas iš būdų, kai emisija vyksta, kai elektronas pereina iš aukštesnio energijos lygio į žemesnį energijos lygį arba į žemės būseną. Absorbcija yra dažnesnė nei emisija, nes grunto lygis paprastai yra labiau apgyvendintas nei sužadintos būsenos. Todėl daugiau elektronų yra linkę absorbuoti energiją ir jaudinti. Bet po šio sužadinimo proceso, kaip minėta aukščiau, elektronai negali amžinai būti sužadintose būsenose, nes bet kuri sistema teikia pirmenybę būti mažesnės energijos stabilumo būsenai, o ne būti energetiškai nestabili. Todėl sužadinti elektronai linkę išlaisvinti savo energiją ir grįžti į žemės lygmenis. Spontaniškos emisijos metu šis emisijos procesas vyksta be išorinio stimulo / magnetinio lauko; vadinasi, vardas spontaniškas. Tai yra tik priemonė, leidžianti sistemai pasiekti stabilesnę būklę.

Kai įvyksta savaiminis spinduliavimas, elektronui pereinant tarp dviejų energijos būsenų, energijos paketas, kuris atitiktų energijos tarpą tarp dviejų būsenų, būtų išleidžiamas kaip banga. Todėl spontanišką emisiją galima numatyti dviem pagrindiniais etapais; 1) Sužadintos būsenos elektronas nusileidžia žemesnei sužadintai būsenai arba pagrindinei būsenai. 2) Tuo pačiu metu išleidžiama energijos banga, nešanti energiją, atitinkančią energijos tarpą tarp dviejų pereinančių būsenų. Tokiu būdu išsiskiria fluorescencija ir šiluminė energija.

Stimuliuojama emisija

Tai yra kitas metodas, kai emisija vyksta, kai elektronas pereina iš aukštesnio energijos lygio į žemesnį energijos lygį arba į žemės būseną. Tačiau, kaip rodo pavadinimas, šis laiko spinduliavimas vyksta veikiant išoriniams stimulams, tokiems kaip išorinis elektromagnetinis laukas. Kai elektronas juda iš vienos energijos būsenos į kitą, jis tai daro per pereinamąją būseną, turinčią dipolio lauką ir veikiančią kaip mažas dipolis. Todėl, veikiant išoriniam elektromagnetiniam laukui, padidėja elektronų tikimybė patekti į pereinamąją būseną.

Tai galioja tiek absorbcijai, tiek emisijai. Kai per sistemą praleidžiamas elektromagnetinis dirgiklis, pavyzdžiui, kritinė banga, žemės lygyje esantys elektronai gali lengvai svyruoti ir pereiti į pereinamąją dipolio būseną, per kurią galėtų vykti perėjimas į aukštesnį energijos lygį. Panašiai, kai per sistemą praleidžiama kritinė banga, elektronai, kurie jau yra sužadintoje būsenoje, laukdami, kol galėtų nusileisti, galėtų lengvai patekti į pereinamąją dipolio būseną, reaguodami į išorinę elektromagnetinę bangą, ir išlaisvintų perteklinę energiją, kad sumažėtų iki mažesnio sužadinimo. valstija arba pagrindinė būsena. Kai tai atsitiks, kadangi kritimo spindulys tokiu atveju nėra absorbuojamas, jis taip pat išeis iš sistemos su naujai išlaisvintais energijos kvantais dėl to, kad elektronas pereina į žemesnį energijos lygį, išleisdamas energijos paketą, kuris atitiktų atotrūkis tarp atitinkamų valstybių. Todėl stimuliuotą išmetimą galima numatyti trimis pagrindiniais etapais; 1) Įeinančios bangos įvedimas 2) Sužadintos būsenos elektronas patenka į žemesnę sužadintą būseną arba įžeminimo būseną 3) Tuo pačiu metu išleidžiama energijos banga, nešanti energiją, atitinkančią energijos tarpą tarp dviejų pereinančių būsenų, kartu perduodant incidento sija. Šviesos stiprinimui naudojamas stimuliuojamos emisijos principas. E. g. LASER technologija.

Kuo skiriasi spontaninė ir stimuliuojama emisijos?

• Spontaninei spinduliuotei energijai išlaisvinti nereikia išorinių elektromagnetinių dirgiklių, tuo tarpu stimuliuotai emisijai reikia išorinių elektromagnetinių dirgiklių, kad būtų galima išlaisvinti energiją..

• Spontaniškos emisijos metu išsiskiria tik viena energijos banga, tačiau stimuliuojamos emisijos metu išsiskiria dvi energijos bangos.

• Stimuliuojamos emisijos tikimybė yra didesnė nei spontaniškos emisijos tikimybė, nes išoriniai elektromagnetiniai dirgikliai padidina dipolio pereinamosios būsenos tikimybę..

• Tinkamai suderinus energijos spragas ir kritimo dažnius, stimuliuota spinduliuotė gali būti naudojama smarkiai sustiprinant krintančią radiacijos spindulį; kadangi tai neįmanoma, kai įvyksta savaiminis išmetimas.