Spontaani vs. stimuloitu päästö
Emissio viittaa energian emission fotoneissa, kun elektroni siirtyy kahden eri energiatason välillä. Tyypillistä on, että atomit, molekyylit ja muut kvanttijärjestelmät koostuvat monista ydintä ympäröivistä energiatasoista. Elektronit sijaitsevat näillä elektronitasoilla ja kulkevat usein tasojen välillä absorboimalla ja emissoimalla energiaa. Kun absorptio tapahtuu, elektronit siirtyvät korkeampaan energiatilaan, jota kutsutaan "virittyneeksi tilaan", ja näiden kahden tason välinen energiarako on yhtä suuri kuin absorboituneen energian määrä. Samoin elektronit virittyneessä tilassa eivät asu siellä ikuisesti. Siksi ne laskeutuvat alempaan virittyneeseen tilaan tai maanpinnan tasolle lähettämällä energiamäärää, joka vastaa näiden kahden siirtymätilan välistä energiarakoa. Uskotaan, että nämä energiat imeytyvät ja vapautuvat kvantteina tai erillisinä energiapaketteina.
Spontaani päästö
Tämä on yksi menetelmä, jossa emissio tapahtuu, kun elektroni siirtyy korkeamm alta energiatasolta alhaisemmalle energiatasolle tai perustilaan. Absorptio on yleisempää kuin emissio, koska maanpinnan taso on yleensä enemmän asuttua kuin virittyneet tilat. Siksi useammalla elektronilla on taipumus absorboida energiaa ja kiihottaa itsensä. Mutta tämän viritysprosessin jälkeen, kuten yllä mainittiin, elektronit eivät voi olla viritetyissä tiloissa ikuisesti, koska mikä tahansa järjestelmä suosii alhaisemman energian stabiiliutta sen sijaan, että se olisi korkean energian epävakaassa tilassa. Siksi virittyneillä elektroneilla on taipumus vapauttaa energiansa ja palata takaisin maanpinnalle. Spontaanissa emissiossa tämä emissioprosessi tapahtuu ilman ulkoisen ärsykkeen/magneettikentän läsnäoloa; tästä syystä nimi spontaani. Se on vain mitta järjestelmän saattamiseksi vakaampaan tilaan.
Kun tapahtuu spontaani emissio, kun elektronit siirtyvät kahden energiatilan välillä, energiapaketti, joka vastaa näiden kahden tilan välistä energiarakoa, vapautuu a altona. Siksi spontaani päästö voidaan projisoida kahdessa päävaiheessa; 1) Viritetyssä tilassa oleva elektroni laskee alempaan virittyneeseen tilaan tai perustilaan. 2) Energia-aallon samanaikainen vapautuminen, joka kuljettaa energiaa, joka vastaa kahden siirtymätilan välistä energiarakoa. Fluoresenssi ja lämpöenergia vapautuvat tällä tavalla.
Stimuloitu päästö
Tämä on toinen menetelmä, jossa emissio tapahtuu, kun elektroni siirtyy korkeamm alta energiatasolta alhaisemmalle energiatasolle tai perustilaan. Kuitenkin, kuten nimestä voi päätellä, tällä kertaa emissio tapahtuu ulkoisten ärsykkeiden, kuten ulkoisen sähkömagneettisen kentän, vaikutuksesta. Kun elektroni siirtyy energiatilasta toiseen, se tekee sen siirtymätilan kautta, jossa on dipolikenttä ja joka toimii pienen dipolin tavoin. Siksi, kun ulkoisen sähkömagneettisen kentän vaikutuksesta elektronin todennäköisyys siirtyä siirtymätilaan kasvaa.
Tämä pätee sekä absorptioon että päästöihin. Kun sähkömagneettinen ärsyke, kuten tuleva a alto, johdetaan järjestelmän läpi, maanpinnan elektronit voivat helposti värähdellä ja tulla siirtymädipolitilaan, jolloin siirtyminen korkeammalle energiatasolle voisi tapahtua. Vastaavasti, kun tuleva a alto kulkee järjestelmän läpi, elektronit, jotka ovat jo virittyneissä tiloissa odottavat laskeutumista, voivat helposti siirtyä siirtymädipolitilaan vasteena ulkoiselle sähkömagneettiselle aallolle ja vapauttaa sen ylimääräisen energian laskeutuakseen alempaan viritystilaan. tila tai perustila. Kun näin tapahtuu, koska tuleva säde ei absorboidu tässä tapauksessa, se tulee myös ulos järjestelmästä äskettäin vapautuneiden energiakvantien kanssa johtuen elektronin siirtymisestä alemmalle energiatasolle vapauttaen energiapaketin, joka vastaa energian energiaa. tilojen välinen kuilu. Siksi stimuloitu päästö voidaan projisoida kolmessa päävaiheessa; 1) Tulevan aallon sisääntulo 2) Virittyneessä tilassa oleva elektroni laskee alempaan virittyneeseen tilaan tai perustilaan 3) Energia-aallon samanaikainen vapautuminen, joka kuljettaa energiaa, joka vastaa kahden siirtymätilan välistä energiarakoa sekä tuleva säde. Stimuloidun emission periaatetta käytetään valon vahvistamisessa. Esim. LASER-tekniikka.
Mitä eroa on spontaanilla päästöllä ja stimuloidulla päästöllä?
• Spontaani emissio ei vaadi ulkoista sähkömagneettista ärsykettä vapauttamaan energiaa, kun taas stimuloitu emissio vaatii ulkoisia sähkömagneettisia ärsykkeitä vapauttamaan energiaa.
• Spontaanin emission aikana vapautuu vain yksi energiaa alto, mutta stimuloidun emission aikana vapautuu kaksi energia-a altoa.
• Stimuloidun emission tapahtumisen todennäköisyys on suurempi kuin spontaanin emission tapahtumisen todennäköisyys, koska ulkoiset sähkömagneettiset ärsykkeet lisäävät todennäköisyyttä saavuttaa dipolisiirtymätila.
• Kun energiavälit ja tulotaajuudet sovitetaan oikein, stimuloitua emissiota voidaan käyttää suurentamaan tulevaa säteilysädettä; tämä ei ole mahdollista spontaanin päästön tapahtuessa.
