Spontaanse ja stimuleeritud emissiooni erinevus

Spontaanne vs stimuleeritud emissioon

Emissioon tähendab energia emissiooni footonites, kui elektron liigub kahe erineva energiatasandi vahel. Iseloomulikult koosnevad aatomid, molekulid ja muud kvantisüsteemid paljudest tuuma ümbritsevatest energiatasemetest. Elektronid asuvad nendes elektronitasemetes ja kulgevad energiatasandi neeldumise ja emissiooni kaudu sageli tasemete vahel. Kui neeldumine toimub, liiguvad elektronid kõrgemasse energia olekusse, mida nimetatakse ergastatud olekuks, ja kahe taseme vaheline energiavahe võrdub neelduva energia kogusega. Samuti ei ela elekteeritud olekutes elektronid seal igavesti. Seetõttu langevad nad madalamasse ergastatud olekusse või maapinnale, eraldades energiakoguse, mis vastab kahe siirdeseisundi vahelisele energiavahele. Arvatakse, et need energiad neelduvad ja vabanevad diskreetse energia kvantides või pakkides.

Spontaanne emissioon

See on üks meetod, milles emissioon toimub siis, kui elektron siirdub kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele või maapinna olekusse. Imendumine toimub sagedamini kui emissioon, kuna maapind on üldiselt asustatud kui ergastatud olekud. Seetõttu kipuvad rohkem elektronid energiat neelama ja ergastama. Kuid pärast seda ergastusprotsessi, nagu eespool mainitud, ei saa elektronid olla igavesti ergastatud olekus, kuna ükski süsteem eelistab madala energiatarbimisega stabiilses olekus olemist, mitte kõrge energiaga ebastabiilses olekus olemist. Seetõttu kipuvad ergastatud elektronid vabastama oma energiat ja naasma tagasi maapinna tasemele. Spontaanse emissiooni korral toimub see emissiooniprotsess ilma välise stiimuli / magnetväljata; seega nimi spontaanne. See on ainult süsteemi stabiilsemasse olekusse viimise meede.

Kui spontaanne emissioon toimub, kui elektronid siirduvad kahe energia oleku vahel, siis vabaneb laine kujul energiapakett, mis sobib kahe oleku vahelise energiavahega. Seetõttu saab spontaanse emissiooni projitseerida kahes põhietapis; 1) Ergastatud olekus elektron taandub madalamasse ergastatud olekusse või põhiseisundisse 2) Energiat kandva energialaine samaaegne vabastamine, mis vastab kahe siirdeseisundi vahelisele energiavahele. Sel viisil vabastatakse fluorestsents ja soojusenergia.

Stimuleeritud emissioon

See on teine ​​meetod, milles emissioon toimub siis, kui elektron siirdub kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele või maapinna olekusse. Kuid nagu nimigi ütleb, toimub see emissioon väliste stiimulite, näiteks välise elektromagnetilise välja mõjul. Kui elektron liigub ühest energiaseisundist teise, siis see toimub üleminekuprotsessi kaudu, millel on dipoolväli ja mis toimib nagu väike dipool. Seetõttu suureneb välise elektromagnetilise välja mõjul elektroni sisenemise tõenäosus siirdeseisundisse.

See kehtib nii imendumise kui ka heite kohta. Kui süsteemi juhitakse läbi elektromagnetiline stiimul, nagu näiteks langev laine, võivad maapinnal olevad elektronid hõlpsalt võnkuda ja jõuda dipooli olekusse, kus võib toimuda üleminek kõrgemale energiatasemele. Samamoodi, kui juhtumislaine juhitakse läbi süsteemi, võivad elektronid, mis on juba ergastatud olekus, et taanduda, saaks vastuseks välisele elektromagnetilisele lainele kergesti ülemineku dipooli olekusse ja vabastaks selle liigse energia madalamale erutumiseks. osariik või põhiseisund. Kui see juhtub, kuna langev kiir ei ole sel juhul neeldunud, väljub see süsteemist ka äsja vabastatud energiakvantidega, kuna elektron on üleminekul madalamale energiatasandile, vabastades energiapaketi, mis sobib lõhe vastavate riikide vahel. Seetõttu saab stimuleeritud heitkoguseid prognoosida kolmes põhietapis; 1) Saabuva laine sisenemine 2) Ergastatud olekus elektron langeb madalamasse ergastatud olekusse või põhiseisundisse 3) Energia kandva energialaine samaaegne vabastamine, mis vastab kahe siirdeseisundi vahelisele energiavahele ning mis edastab juhtumi kiir. Valguse võimendamisel kasutatakse stimuleeritud emissiooni põhimõtet. Näit. LASER-tehnoloogia.

Mis vahe on spontaanne ja stimuleeritud emissioon??

• Spontaanne emissioon ei vaja energia vabastamiseks välist elektromagnetilist stiimulit, samas kui stimuleeritud emissioon nõuab energia vabastamiseks väliseid elektromagnetilisi stiimuleid.

• Spontaanse emissiooni ajal eraldub ainult üks energialaine, kuid stimuleeritud emissiooni ajal vabaneb kaks energialainet.

• Stimuleeritud emissiooni toimumise tõenäosus on suurem kui spontaanse emissiooni toimumise tõenäosus, kuna välised elektromagnetilised stiimulid suurendavad dipooli üleminekuoleku saavutamise tõenäosust..

• Energiavahesid ja langevaid sagedusi õigesti sobitades saab stimuleeritud emissiooni kasutada langeva kiirguskiire suuremaks võimendamiseks; arvestades, et spontaanse emissiooni korral pole see võimalik;.