Razlika između spontane i stimulirane emisije

Spontana vs stimulirana emisija

Emisija se odnosi na emisiju energije u fotonima kada jedan elektron prelazi između dvije različite energetske razine. Karakteristično je da se atomi, molekule i drugi kvantni sustavi sastoje od mnogih energetskih razina koje okružuju jezgru. Elektroni se nalaze u tim razinama elektrona i često prolaze između razina apsorpcijom i emisijom energije. Kad se dogodi apsorpcija, elektroni prelaze u stanje više energije koje se naziva "uzbuđeno stanje", a energetski jaz između dviju razina jednak je količini apsorbirane energije. Isto tako, elektroni u pobuđenim stanjima neće zauvijek ostati tamo. Stoga se spuštaju na niže uzbuđeno stanje ili na zemlju pri čemu emitiraju količinu energije koja odgovara energetskom jazu između dvaju tranzicijskih stanja. Vjeruje se da se ove energije apsorbiraju i oslobađaju u kvantima ili paketima diskretne energije.

Spontana emisija

Ovo je jedna metoda u kojoj se emisija događa kada elektron prelazi iz više energetske razine u nižu razinu energije ili u osnovno stanje. Apsorpcija je češća od emisije jer je prizemna razina općenito gušća od uzbuđenih. Stoga više elektrona ima tendenciju da apsorbiraju energiju i pobude se. Ali nakon ovog procesa pobuđivanja, kao što je spomenuto gore, elektroni ne mogu biti zauvijek u pobuđenim stanjima, jer bilo koji sustav preferira da je u stanju niže energetske stabilnosti, a ne da je u nestabilnom stanju s visokom energijom. Zbog toga, pobuđeni elektroni imaju tendenciju da oslobode svoju energiju i vrate se natrag u razine tla. U spontanoj emisiji, ovaj se postupak događa bez prisutnosti vanjskog podražaja / magnetskog polja; otuda i ime spontano. To je isključivo mjera dovođenja sustava u stabilnije stanje.

Kada se dogodi spontana emisija, kako elektroni prelaze između dva energetska stanja, energetski paket koji odgovara energetskom jazu između dva stanja oslobađa se kao val. Stoga se spontana emisija može projicirati u dva glavna koraka; 1) Elektroni u pobuđenom stanju svode se na niže uzbuđeno ili osnovno stanje 2) Istovremeno oslobađanje energetskog vala koji nosi energiju koja odgovara energetskom jazu između dvaju prijelaznih stanja. Fluorescencija i toplinska energija se oslobađaju na ovaj način.

Stimulirana emisija

To je druga metoda u kojoj se emisija događa kada elektron prelazi iz više energetske razine u nižu razinu energije ili u osnovno stanje. Međutim, kako i samo ime govori, ovaj put se emisija odvija pod utjecajem vanjskih podražaja, poput vanjskog elektromagnetskog polja. Kada se elektron kreće iz jednog energetskog stanja u drugo, to čini kroz prijelazno stanje koje ima dipolno polje i djeluje poput malog dipola. Stoga, kada je pod utjecajem vanjskog elektromagnetskog polja vjerojatnost da će elektron ući u prijelazno stanje povećava se.

To vrijedi i za apsorpciju i za emisije. Kad se kroz sustav prođe elektromagnetski poticaj poput incidentnog vala, elektroni u zemaljskoj razini mogu lako oscilirati i doći u dipolno prijelazno stanje pri čemu bi se mogao dogoditi prijelaz na višu energetsku razinu. Isto tako, kada incidentni val prođe kroz sustav, elektroni koji su već u pobuđenim stanjima koja čekaju da se spuste lako bi mogli ući u prijelazno dipolsko stanje kao odgovor na vanjski elektromagnetski val i oslobodili bi se suvišne energije da bi se spuštali na niže uzbuđeni državna ili prizemna država. Kad se to dogodi, budući da se incidentna zraka ne apsorbira u ovom slučaju, ona će također izaći iz sustava s novo oslobođenim kvontom energije zbog prijelaza elektrona na niži nivo energije oslobađajući energetski paket koji odgovara energiji jaz između pojedinih država. Stoga se poticana emisija može projektirati u tri glavna koraka; 1) Ulazak padajućeg vala 2) Elektroni u pobuđenom stanju svode se na niže uzbuđeno ili osnovno stanje 3) Istovremeno oslobađanje energetskog vala koji nosi energiju koja odgovara energetskom jazu između dvaju prijelaznih stanja zajedno s prijenosom udarna greda. U pojačanju svjetlosti koristi se princip poticane emisije. Npr LASER tehnologija.

Koja je razlika između spontane emisije i stimulirane emisije?

• Za spontanu emisiju nije potreban vanjski elektromagnetski poticaj za oslobađanje energije, dok za stimuliranu emisiju potrebni su vanjski elektromagnetski podražaji za oslobađanje energije.

• Tijekom spontane emisije ispušta se samo jedan energetski val, ali tijekom stimulirane emisije oslobađaju se dva energetska vala.

• Vjerojatnost pojave poticane emisije veća je od vjerojatnosti da se dogodi spontana emisija jer vanjski elektromagnetski podražaji povećavaju vjerojatnost postizanja stanja dipola..

• Ako se odgovarajuće uskladi energetske praznine i frekvencije incidenta, može se koristiti poticana emisija da se uvelike pojača snop zračenja; budući da to nije moguće kad se dogodi spontana emisija.