Spontaniška ir stimuliuojama emisija
Spinduliavimas reiškia energijos emisiją fotonuose, kai elektronas pereina tarp dviejų skirtingų energijos lygių. Būdinga tai, kad atomus, molekules ir kitas kvantines sistemas sudaro daugybė šerdį supančių energijos lygių. Elektronai gyvena šiuose elektronų lygiuose ir dažnai pereina tarp lygių absorbuodami ir skleidžiant energiją. Kai absorbcija vyksta, elektronai pereina į aukštesnę energijos būseną, vadinamą „sužadinta būsena“, o energijos tarpas tarp dviejų lygių yra lygus absorbuotos energijos kiekiui. Panašiai sužadintų būsenų elektronai negyvens amžinai. Todėl jie nusileidžia į žemesnę sužadintą būseną arba į žemės lygį, skleisdami energijos kiekį, atitinkantį energijos tarpą tarp dviejų pereinamųjų būsenų. Manoma, kad šios energijos absorbuojamos ir išleidžiamos atskiros energijos kvantuose arba paketuose.
Spontani emisija
Tai yra vienas metodas, kai emisija vyksta elektronui pereinant iš aukštesnio energijos lygio į žemesnį energijos lygį arba į pagrindinę būseną. Absorbcija yra dažnesnė nei emisija, nes žemės lygis paprastai yra labiau apgyvendintas nei sužadintos būsenos. Todėl daugiau elektronų linkę absorbuoti energiją ir jaudintis. Tačiau po šio sužadinimo proceso, kaip minėta aukščiau, elektronai amžinai negali būti sužadintose būsenose, nes bet kuri sistema teikia pirmenybę buvimui žemesnės energijos stabilios būsenos, o ne didelės energijos nestabilios būsenos. Todėl sužadinti elektronai linkę išlaisvinti savo energiją ir grįžti atgal į žemės lygius. Spontaninės emisijos metu šis emisijos procesas vyksta be išorinio dirgiklio / magnetinio lauko; taigi pavadinimas spontaniškas. Tai tik priemonė stabilizuoti sistemą.
Kai įvyksta savaiminė emisija, elektronui pereinant tarp dviejų energijos būsenų, energijos paketas, atitinkantis energijos tarpą tarp dviejų būsenų, išleidžiamas kaip banga. Todėl spontanišką emisiją galima numatyti dviem pagrindiniais etapais; 1) sužadintos būsenos elektronas nusileidžia į žemesnę sužadintą būseną arba pagrindinę būseną Tokiu būdu išskiriama fluorescencija ir šiluminė energija.
Stimuliuojama emisija
Tai yra kitas metodas, kuriuo vyksta emisija, kai elektronas pereina iš aukštesnio energijos lygio į žemesnį energijos lygį arba į pagrindinę būseną. Tačiau, kaip rodo pavadinimas, šį kartą emisija vyksta veikiant išoriniams dirgikliams, tokiems kaip išorinis elektromagnetinis laukas. Kai elektronas pereina iš vienos energijos būsenos į kitą, jis tai daro per pereinamąją būseną, kuri turi dipolio lauką ir veikia kaip mažas dipolis. Todėl, veikiant išoriniam elektromagnetiniam laukui, padidėja elektrono tikimybė patekti į pereinamąją būseną.
Tai galioja tiek absorbcijai, tiek emisijai. Kai elektromagnetinis dirgiklis, pavyzdžiui, krintanti banga, praeina per sistemą, žemės lygio elektronai gali lengvai svyruoti ir pereiti į perėjimo dipolio būseną, kuriai esant galėtų vykti perėjimas į aukštesnį energijos lygį. Panašiai, kai per sistemą praeina bangos banga, elektronai, kurie jau yra sužadintose būsenose ir laukia nusileidimo, galėtų lengvai patekti į pereinamąją dipolio būseną, reaguodami į išorinę elektromagnetinę bangą, ir išlaisvintų energijos perteklių, kad nusileistų į žemesnį sužadintą. valstija arba pagrindinė būsena. Kai taip atsitinka, nes krintantis plotas šiuo atveju nėra absorbuojamas,jis taip pat išeis iš sistemos su naujai išleistu energijos kiekiu dėl elektrono perėjimo į žemesnį energijos lygį, išleidžiant energijos paketą, kad atitiktų tarpo tarp atitinkamų būsenų energiją. Todėl stimuliuojamą emisiją galima numatyti trimis pagrindiniais etapais; 1) Įeinanti į krintančią bangą 2) Elektronas sužadintoje būsenoje nusileidžia į žemesnę sužadintą būseną arba pagrindinę būseną krintantis spindulys. Stimuliuojamos emisijos principas naudojamas stiprinant šviesą. Pvz., LASER technologija.1) Įeinanti į krintančią bangą 2) Elektronas sužadintoje būsenoje nusileidžia į žemesnę sužadintą būseną arba pagrindinę būseną krintantis spindulys. Stimuliuojamos emisijos principas naudojamas stiprinant šviesą. Pvz., LASER technologija.1) Įeinanti į krintančią bangą 2) Elektronas sužadintoje būsenoje nusileidžia į žemesnę sužadintą būseną arba pagrindinę būseną krintantis spindulys. Stimuliuojamos emisijos principas naudojamas stiprinant šviesą. Pvz., LASER technologija.
Kuo skiriasi savaiminė ir stimuliuojama emisija?
• Spontaniškam spinduliavimui nereikia išorinio elektromagnetinio stimulo energijai išlaisvinti, o stimuliuojamam spinduliavimui energijai išleisti reikia išorinių elektromagnetinių dirgiklių.
• Spontaninės emisijos metu išsiskiria tik viena energijos banga, tačiau stimuliuojant išleidžiamos dvi energijos bangos.
• Stimuliuojamos emisijos tikimybė yra didesnė nei savaiminės emisijos tikimybė, nes išoriniai elektromagnetiniai dirgikliai padidina tikimybę pasiekti dipolio perėjimo būseną.
• Tinkamai suderinus energijos spragas ir kritimo dažnius, stimuliuojama emisija gali būti naudojama smarkiai sustiprinti krintančio spindulio pluoštą; kadangi tai neįmanoma, kai vyksta savaiminė emisija.
