Emissió espontània vs estimulada
L'emissió es refereix a l'emissió d'energia en fotons quan un electró està passant entre dos nivells d'energia diferents. De manera característica, els àtoms, les molècules i altres sistemes quàntics estan formats per molts nivells d'energia que envolten el nucli. Els electrons resideixen en aquests nivells d'electrons i sovint transiten entre nivells per absorció i emissió d'energia. Quan es produeix l'absorció, els electrons es mouen a un estat d'energia més alt anomenat "estat excitat", i la bretxa d'energia entre els dos nivells és igual a la quantitat d'energia absorbida. De la mateixa manera, els electrons en estats excitats no hi residiran per sempre. Per tant, baixen a un estat excitat inferior o al nivell del sòl emetent la quantitat d'energia que coincideix amb la bretxa d'energia entre els dos estats de transició. Es creu que aquestes energies s'absorbeixen i s'alliberen en quants o paquets d'energia discreta.
Emissió espontània
Aquest és un mètode en què l'emissió té lloc quan un electró passa d'un nivell d'energia més alt a un nivell d'energia més baix o a l'estat fonamental. L'absorció és més freqüent que l'emissió, ja que el nivell del sòl està generalment més poblat que els estats excitats. Per tant, més electrons tendeixen a absorbir energia i excitar-se. Però després d'aquest procés d'excitació, com s'ha esmentat anteriorment, els electrons no poden estar en estats excitats per sempre, ja que qualsevol sistema afavoreix estar en un estat estable d'energia més baixa en lloc d'estar en un estat inestable d' alta energia. Per tant, els electrons excitats tendeixen a alliberar la seva energia i tornar als nivells del sòl. En una emissió espontània, aquest procés d'emissió es produeix sense la presència d'un estímul/camp magnètic extern; d'aquí el nom espontani. És només una mesura per portar el sistema a un estat més estable.
Quan es produeix una emissió espontània, a mesura que l'electró fa la transició entre els dos estats d'energia, s'allibera un paquet d'energia que coincideix amb la bretxa d'energia entre els dos estats en forma d'ona. Per tant, una emissió espontània es pot projectar en dos passos principals; 1) L'electró en estat excitat es redueix a un estat excitat inferior o estat fonamental 2) L'alliberament simultània d'una ona d'energia que transporta energia que coincideix amb la bretxa d'energia entre els dos estats en transició. La fluorescència i l'energia tèrmica s'alliberen d'aquesta manera.
Emissió estimulada
Aquest és l' altre mètode en què l'emissió té lloc quan un electró passa d'un nivell d'energia més alt a un nivell d'energia més baix o a l'estat fonamental. Tanmateix, com el seu nom indica, aquesta vegada l'emissió té lloc sota la influència d'estímuls externs com un camp electromagnètic extern. Quan un electró es mou d'un estat d'energia a un altre, ho fa a través d'un estat de transició que posseeix un camp dipolar i actua com un petit dipol. Per tant, quan sota la influència d'un camp electromagnètic extern augmenta la probabilitat que l'electró entri en l'estat de transició.
Això és cert tant per a l'absorció com per a l'emissió. Quan un estímul electromagnètic, com una ona incident, passa pel sistema, els electrons del nivell del sòl poden oscil·lar fàcilment i arribar a l'estat de dipol de transició pel qual es podria produir la transició a un nivell d'energia més alt. De la mateixa manera, quan una ona incident passa pel sistema, els electrons que ja es troben en estats excitats esperant baixar podrien entrar fàcilment en l'estat dipol de transició en resposta a l'ona electromagnètica externa i alliberarien el seu excés d'energia per baixar a un nivell d'excitació inferior. estat o estat fonamental. Quan això succeeix, com que el feix incident no s'absorbeix en aquest cas, també sortirà del sistema amb els quants d'energia recentment alliberats a causa de la transició de l'electró a un nivell d'energia més baix, alliberant un paquet d'energia que coincideixi amb l'energia de la bretxa entre els estats respectius. Per tant, l'emissió estimulada es pot projectar en tres passos principals; 1) Entrada de l'ona incident 2) L'electró en estat excitat es redueix a un estat excitat inferior o estat fonamental 3) L'alliberament simultània d'una ona d'energia que transporta energia que coincideix amb la bretxa d'energia entre els dos estats de transició juntament amb la transmissió de el feix incident. El principi d'emissió estimulada s'utilitza en l'amplificació de la llum. Per exemple. Tecnologia LASER.
Quina diferència hi ha entre l'emissió espontània i l'emissió estimulada?
• L'emissió espontània no requereix un estímul electromagnètic extern per alliberar energia, mentre que l'emissió estimulada requereix estímuls electromagnètics externs per alliberar energia.
• Durant l'emissió espontània, només s'allibera una ona d'energia, però durant l'emissió estimulada s'alliberen dues ones d'energia.
• La probabilitat que es produeixi una emissió estimulada és més alta que la probabilitat que es produeixi una emissió espontània, ja que els estímuls electromagnètics externs augmenten la probabilitat d'aconseguir l'estat de transició dipolar.
• En combinar adequadament els buits d'energia i les freqüències incidents, l'emissió estimulada es pot utilitzar per amplificar molt el feix de radiació incident; mentre que això no és possible quan es produeix una emissió espontània.
