Különbség a spontán és a stimulált emisszió között

Spontán vs stimulált emisszió

A kibocsátás a fotonokban levő energiakibocsátásra vonatkozik, amikor egy elektron két különböző energiaszint között változik. Jellemzően az atomok, molekulák és más kvantumrendszerek a magot körülvevő sok energiaszintről állnak. Az elektronok ezen elektronszinteken helyezkednek el, és gyakran átmennek a szintek között az energia abszorpciója és kibocsátása révén. Amikor az abszorpció megtörténik, az elektronok egy magasabb energiaállapotba mozognak, amelyet „gerjesztett állapotnak” nevezünk, és a két szint közötti energiarés megegyezik az abszorbeált energia mennyiségével. Hasonlóképpen, a gerjesztett állapotban lévő elektronok nem maradnak ott örökre. Ezért alacsonyabb gerjesztett állapotba vagy a talajszintre jutnak azáltal, hogy olyan energiamennyiséget bocsátanak ki, amely megfelel az átmeneti állapot két állapota közötti energiarésnek. Úgy gondolják, hogy ezeket az energiákat diszkrét energia mennyiségeiben vagy csomagjaiban elnyelik és szabadítják fel.

Spontán kibocsátás

Ez az egyik módszer, amikor a kibocsátás akkor történik, amikor egy elektron a nagyobb energiaszintről egy alacsonyabb szintre vagy a talajállapotra vált át. Az abszorpció gyakoribb, mint a kibocsátás, mivel a talajszint általában nagyobb lakosságú, mint a gerjesztett állapotok. Ezért több elektron hajlik abszorbeálni energiát és gerjeszteni. De a gerjesztés ezen folyamatát követően, amint azt fentebb említettük, az elektronok nem lehetnek örökké gerjesztett állapotban, mivel bármelyik rendszer inkább alacsony energiatartalmú, nem pedig nagy energiájú instabil állapotban van. Ezért az izgatott elektronok hajlamosak energiájukat felszabadítani és visszatérni a föld szintjére. Spontán emisszió esetén ez az emissziós folyamat külső inger / mágneses mező jelenléte nélkül megy végbe; ezért a név spontán. Kizárólag a rendszer egy stabilabb állapotba hozatalának mértéke.

Ha spontán sugárzás következik be, amikor az elektron átvált a két energiaállapot között, egy energiacsomagot, amely megfelel a két állam közötti energiarésnek, hullám formájában bocsátják ki. Ezért egy spontán emissziót két fő lépésben lehet előrejelzni; 1) A gerjesztett állapotban lévő elektron alacsonyabb gerjesztett állapotba vagy alapállapotba csökken 2) Az energiát hordozó energiahullám egyidejű kibocsátása, amely megfelel a két átmeneti állapot közötti energiarésnek. Ilyen módon szabadul fel a fluoreszcencia és a hőenergia.

Stimulált kibocsátás

Ez a másik módszer, amikor a kibocsátás akkor történik, amikor egy elektron a nagyobb energiaszintről egy alacsonyabb energiaszintre vagy a talajállapotra vált át. Amint a neve is sugallja, ez az időkibocsátás külső ingerek, például egy külső elektromágneses mező hatására zajlik. Amikor egy elektron az egyik energiaállapotból a másikba mozog, akkor egy átmeneti állapotban hajtja végre, amely dipóltérrel rendelkezik, és úgy viselkedik, mint egy kis dipólus. Ezért, amikor egy külső elektromágneses mező hatására növekszik az elektron valószínűsége, hogy belép az átmeneti állapotba.

Ez igaz mind az abszorpcióra, mind a kibocsátásra. Amikor egy elektromágneses ingert, például egy beeső hullámot továbbítanak a rendszeren, a talaj szintjén lévő elektronok könnyen oszcillálhatnak és átmeneti dipólállapotba léphetnek, amelyben a magasabb energiaszintre való áttérés történhet. Hasonlóképpen, ha egy beeső hullám áthalad a rendszeren, akkor már az izgatott állapotban lévő elektronok, amelyek várnak lefelé, könnyedén beléphetnek az átmeneti dipólus állapotba, válaszul a külső elektromágneses hullámra, és felesleges energiájukat felszabadítják, hogy alacsonyabb gerjesztésűre csökkenjenek. állam vagy alapállapot. Amikor ez megtörténik, mivel ebben az esetben a beeső sugár nem absorbálódik, akkor az újonnan felszabadult energiakvantumokkal is kikerül a rendszerből, mivel az elektron alacsonyabb energiaszintre vált át, és energiacsomagot szabadít fel, amely megfelel a a különbség az egyes államok között. Ezért a stimulált kibocsátás három fő lépésben prognosztizálható; 1) A beeső hullám bevitele 2) Az elektron gerjesztett állapotban alacsonyabb gerjesztett állapotba vagy alapállapotba csökken 3) Az energiát hordozó energiahullám egyidejű kibocsátása, amely megfelel a két átmeneti állapot közötti energiarésnek, valamint a a beeső fény. A fényerősítésnél a stimulált sugárzás elvét alkalmazzák. Például. LASER technológia.

Mi a különbség a spontán és a stimulált emisszió között??

• A spontán sugárzáshoz nincs szükség külső elektromágneses stimulusra az energia felszabadításához, míg a stimulált emisszióra külső elektromágneses stimulusokra van szükség az energia kibocsátásához.

• A spontán sugárzás során csak egy energiahullám szabadul fel, de a stimulált emisszió során két energiahullám szabadul fel.

• A stimulált emisszió valószínűsége nagyobb, mint a spontán emisszió valószínűsége, mivel a külső elektromágneses ingerek növelik a dipólos átmeneti állapot elérésének valószínűségét.

• Az energiarések és a beesési frekvenciák megfelelő összehangolása révén a stimulált emisszió felhasználható a beeső sugárzás nagymértékű erősítésére; mivel spontán sugárzás esetén ez nem lehetséges.