Ground State vs Excited State
Perustila ja viritetty tila ovat kaksi atomien tilaa, joista keskustellaan atomirakenteen alla. Perustilan ja poistuneen tilan käsitteitä käytetään sellaisilla aloilla kuin tähtitiede, kvanttimekaniikka, kemiallinen analyysi, spektroskopia ja jopa lääketieteet. On elintärkeää saada selkeä käsitys siitä, mitä perustila ja viritystila ovat, jotta voit menestyä tällaisilla aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä viritetty tila ja perustila ovat, niiden yhtäläisyyksiä, perustilan ja virittyneen tilan sovelluksia ja lopuksi virittyneen tilan ja perustilan eroa.
Maav altio
Ymmärtääkseen perustilan, täytyy ensin ymmärtää atomin rakenne. Yksinkertaisin atomeista on vetyatomi. Se koostuu yhdestä protonista ytimenä ja yhdestä elektronista, joka kiertää ytimen ympärillä. Klassinen atomin malli on ydin ja sitä kiertävät elektronit ympyräreittejä pitkin. Klassinen malli on tarpeeksi täydellinen kuvaamaan atomien perustilaa ja viritettyä tilaa, mutta joitain kvanttimekaniikan käsitteitä tarvitaan. Kvanttimekaanisen järjestelmän perustila tunnetaan järjestelmän perustilana. Yksiulotteisen kvanttiaallon a altofunktio on siniaallon puolipituus. Järjestelmän sanotaan saaneen perustilansa, kun järjestelmä on absoluuttisessa nollassa.
Innostunut tila
Atomin tai minkä tahansa muun järjestelmän viritystila perustuu myös järjestelmän rakenteeseen. Katsotaanpa syvemmin atomirakennetta ymmärtääksemme tämän. Atomi koostuu ytimestä ja sen ympärillä kiertävistä elektroneista. Etäisyys ytimestä riippuu elektronin kulmanopeudesta. Kulmanopeus on riippuvainen elektronin energiasta. Tämän järjestelmän kvanttimekaaninen tulkinta kertoo, että elektroni ei voi vain ottaa energiaksi mitään arvoa. Energian määrä, joka elektronilla voi olla, on diskreetti. Siksi elektroni ei voi olla millään etäisyydellä ytimestä. Etäisyysfunktio, jolla elektroni on, on myös diskreetti. Kun elektronille annetaan energiaa, niin että fotonin energia on täsmälleen energiarako järjestelmän nykyisen energian ja suuremman energian välillä, jonka järjestelmä voi saada, elektroni absorboi fotonin. Tämä elektroni menee korkeamman energian tilaan. Mikä tahansa perustilan energiaa korkeampi energiataso tunnetaan virittyneinä tasoina. Tällaisilla tasoilla kiertävät elektronit tunnetaan virittyneinä elektroneina. Kuten edellä mainittiin, elektronin viritetty tila ei voi saada mitään mieliv altaista arvoa. Se voi ottaa vain tiettyjä kvanttimekaanisia arvoja.
Mitä eroa on perustilan ja viritystilan välillä?
• Perustila on järjestelmän pienin energiatila, kun taas viritetty tila on mikä tahansa perustilaa korkeampi energiatila.
• Järjestelmällä on vain yksi perustilaenergia, mutta järjestelmää kohden voi olla useita mahdollisia virittyneitä tiloja.
