Diferența Dintre Emisia Spontană și Cea Stimulată

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 08:41

Emisie spontană vs emisie stimulată

Emisia se referă la emisia de energie în fotoni atunci când un electron trece între două niveluri diferite de energie. În mod caracteristic, atomii, moleculele și alte sisteme cuantice sunt alcătuite din multe niveluri de energie din jurul nucleului. Electronii locuiesc în aceste niveluri de electroni și tranzitează adesea între niveluri prin absorbția și emisia de energie. Când are loc absorbția, electronii trec la o stare de energie mai mare numită „stare excitată”, iar decalajul de energie dintre cele două niveluri este egal cu cantitatea de energie absorbită. La fel, electronii din stările excitate nu vor locui acolo pentru totdeauna. Prin urmare, acestea coboară într-o stare excitată mai mică sau la nivelul solului, emițând cantitatea de energie care se potrivește decalajului de energie dintre cele două stări de tranziție. Se crede că aceste energii sunt absorbite și eliberate în cântece sau pachete de energie discretă.

Emisie spontană

Aceasta este o metodă în care emisia are loc atunci când un electron trece de la un nivel de energie mai înalt la un nivel de energie mai mic sau la starea de bază. Absorbția este mai frecventă decât emisia, deoarece nivelul solului este în general mai populat decât stările excitate. Prin urmare, mai mulți electroni tind să absoarbă energie și să se excite. Dar după acest proces de excitație, așa cum s-a menționat mai sus, electronii nu pot fi în stări excitate pentru totdeauna, deoarece orice sistem preferă să se afle într-o stare stabilă de energie mai mică decât să fie într-o stare instabilă cu energie ridicată. Prin urmare, electronii excitați tind să-și elibereze energia și să revină la nivelul solului. Într-o emisie spontană, acest proces de emisie are loc fără prezența unui stimul extern / câmp magnetic; de unde și denumirea spontană. Este doar o măsură de a aduce sistemul într-o stare mai stabilă.

Când apare o emisie spontană, pe măsură ce electronul trece între cele două stări de energie, un pachet de energie care să se potrivească cu decalajul de energie dintre cele două stări este eliberat sub formă de undă. Prin urmare, o emisie spontană poate fi proiectată în două etape principale; 1) Electronul într-o stare excitată coboară la o stare excitată inferioară sau la starea de bază 2) Eliberarea simultană a unei unde de energie care transportă energie care se potrivește decalajului de energie dintre cele două stări de tranziție. Fluorescența și energia termică sunt eliberate în acest fel.

Emisie stimulata

Aceasta este cealaltă metodă în care emisia are loc atunci când un electron trece de la un nivel de energie mai mare la un nivel de energie mai mic sau la starea de bază. Totuși, așa cum sugerează și numele, această dată emisia are loc sub influența stimulilor externi, cum ar fi un câmp electromagnetic extern. Când un electron se deplasează de la o stare de energie la alta, o face printr-o stare de tranziție care posedă un câmp dipol și acționează ca un dipol mic. Prin urmare, când se află sub influența unui câmp electromagnetic extern, crește probabilitatea ca electronul să intre în starea de tranziție.

Acest lucru este valabil atât pentru absorbție, cât și pentru emisii. Când un stimul electromagnetic, cum ar fi o undă incidentă, este trecut prin sistem, electronii de la nivelul solului pot oscila cu ușurință și pot ajunge la starea dipolului de tranziție prin care ar putea avea loc tranziția la un nivel de energie mai înalt. La fel, atunci când o undă incidentă este trecută prin sistem, electronii care sunt deja în stări excitate care așteaptă să coboare ar putea intra cu ușurință în starea dipolului de tranziție ca răspuns la unda electromagnetică externă și ar elibera energia ei în exces pentru a coborî la o excitație mai mică starea sau starea fundamentală. Când se întâmplă acest lucru, deoarece fasciculul incident nu este absorbit în acest caz,va ieși, de asemenea, din sistem cu cuantele de energie nou eliberate datorită tranziției electronului la un nivel de energie mai scăzut eliberând un pachet de energie pentru a se potrivi cu energia decalajului dintre statele respective. Prin urmare, emisia stimulată poate fi proiectată în trei etape principale; 1) Intrarea undei incidente 2) Electronul într-o stare excitată coboară la o stare excitată inferioară sau la starea de bază 3) Eliberarea simultană a unei unde energetice care transportă energie care se potrivește decalajului de energie dintre cele două stări de tranziție împreună cu transmisia fasciculul incident. Principiul emisiei stimulate este utilizat în amplificarea luminii. De exemplu, tehnologia LASER.1) Intrarea undei incidente 2) Electronul într-o stare excitată coboară într-o stare excitată inferioară sau starea de bază 3) Eliberarea simultană a unei unde energetice care transportă energie care se potrivește decalajului de energie dintre cele două stări de tranziție împreună cu transmisia fasciculul incident. Principiul emisiei stimulate este utilizat în amplificarea luminii. De exemplu, tehnologia LASER.1) Intrarea undei incidente 2) Electronul într-o stare excitată coboară la o stare excitată inferioară sau la starea de bază 3) Eliberarea simultană a unei unde energetice care transportă energie care se potrivește decalajului de energie dintre cele două stări de tranziție împreună cu transmisia fasciculul incident. Principiul emisiei stimulate este utilizat în amplificarea luminii. De exemplu, tehnologia LASER.

Care este diferența dintre emisia spontană și emisia stimulată?

• Emisia spontană nu necesită un stimul electromagnetic extern pentru a elibera energie, în timp ce emisia stimulată necesită stimuli electromagnetici externi pentru a elibera energie.

• În timpul emisiei spontane, se eliberează o singură undă de energie, dar în timpul emisiei stimulate se eliberează două unde de energie.

• Probabilitatea ca emisiunea stimulată să aibă loc este mai mare decât probabilitatea ca emisiunea spontană să aibă loc, deoarece stimulii electromagnetici externi cresc probabilitatea de a atinge starea de tranziție dipolară.

• Prin potrivirea corectă a decalajelor de energie și a frecvențelor de incidente, emisia stimulată poate fi utilizată pentru a amplifica foarte mult fasciculul de radiații incidente; întrucât acest lucru nu este posibil atunci când are loc emisia spontană.