Emissione spontanea o stimolata
Emissione si riferisce all'emissione di energia nei fotoni quando un elettrone sta transitando tra due diversi livelli di energia. Tipicamente, atomi, molecole e altri sistemi quantistici sono costituiti da molti livelli di energia che circondano il nucleo. Gli elettroni risiedono in questi livelli di elettroni e spesso transitano tra i livelli per assorbimento ed emissione di energia. Quando avviene l'assorbimento, gli elettroni si spostano in uno stato energetico superiore chiamato "stato eccitato" e il divario energetico tra i due livelli è uguale alla quantità di energia assorbita. Allo stesso modo, gli elettroni negli stati eccitati non risiederanno lì per sempre. Pertanto, scendono a uno stato eccitato inferiore o al livello del suolo emettendo la quantità di energia che corrisponde al divario energetico tra i due stati di transizione. Si ritiene che queste energie vengano assorbite e rilasciate in quanti o pacchetti di energia discreta.
Emissione spontanea
Questo è un metodo in cui l'emissione avviene quando un elettrone passa da un livello di energia superiore a un livello di energia inferiore o allo stato fondamentale. L'assorbimento è più frequente dell'emissione poiché il livello del suolo è generalmente più popolato degli stati eccitati. Pertanto, più elettroni tendono ad assorbire energia e ad eccitarsi. Ma dopo questo processo di eccitazione, come accennato in precedenza, gli elettroni non possono essere per sempre negli stati eccitati poiché qualsiasi sistema preferisce essere in uno stato stabile di energia inferiore piuttosto che essere in uno stato instabile di alta energia. Pertanto, gli elettroni eccitati tendono a rilasciare la loro energia e tornare ai livelli del suolo. In un'emissione spontanea, questo processo di emissione avviene senza la presenza di uno stimolo/campo magnetico esterno; da qui il nome spontaneo. È solo una misura per portare il sistema a uno stato più stabile.
Quando si verifica un'emissione spontanea, mentre l'elettrone passa tra i due stati energetici, un pacchetto di energia per abbinare il divario energetico tra i due stati viene rilasciato come un'onda. Pertanto, un'emissione spontanea può essere proiettata in due fasi principali; 1) L'elettrone in uno stato eccitato scende a uno stato eccitato inferiore o stato fondamentale 2) Il rilascio simultaneo di un'onda di energia che trasporta energia che corrisponde al divario energetico tra i due stati di transizione. La fluorescenza e l'energia termica vengono rilasciate in questo modo.
Emissione stimolata
Questo è l' altro metodo in cui l'emissione avviene quando un elettrone passa da un livello di energia superiore a un livello di energia inferiore o allo stato fondamentale. Tuttavia, come suggerisce il nome, questa volta l'emissione avviene sotto l'influenza di stimoli esterni come un campo elettromagnetico esterno. Quando un elettrone si sposta da uno stato energetico all' altro, lo fa attraverso uno stato di transizione che possiede un campo di dipolo e agisce come un piccolo dipolo. Pertanto, quando è sotto l'influenza di un campo elettromagnetico esterno, la probabilità che l'elettrone entri nello stato di transizione aumenta.
Questo vale sia per l'assorbimento che per l'emissione. Quando uno stimolo elettromagnetico come un'onda incidente, viene fatto passare attraverso il sistema, gli elettroni nel livello del suolo possono oscillare prontamente e raggiungere lo stato di dipolo di transizione per cui potrebbe aver luogo la transizione a un livello di energia più elevato. Allo stesso modo, quando un'onda incidente passa attraverso il sistema, gli elettroni che sono già in stati eccitati in attesa di scendere potrebbero facilmente entrare nello stato di dipolo di transizione in risposta all'onda elettromagnetica esterna e rilascerebbero la sua energia in eccesso per scendere a un livello eccitato inferiore stato o stato fondamentale. Quando ciò accade, poiché in questo caso il raggio incidente non viene assorbito, uscirà anche dal sistema con i quanti di energia appena rilasciati a causa della transizione dell'elettrone a un livello di energia inferiore rilasciando un pacchetto di energia per corrispondere all'energia di il divario tra i rispettivi stati. Pertanto, l'emissione stimolata può essere proiettata in tre fasi principali; 1) Ingresso dell'onda incidente 2) L'elettrone in uno stato eccitato scende a uno stato eccitato inferiore o stato fondamentale 3) Il rilascio simultaneo di un'onda di energia che trasporta energia che corrisponde al divario energetico tra i due stati di transizione insieme alla trasmissione di il raggio incidente. Il principio dell'emissione stimolata viene utilizzato nell'amplificazione della luce. Per esempio. Tecnologia LASER.
Qual è la differenza tra emissione spontanea ed emissione stimolata?
• L'emissione spontanea non richiede uno stimolo elettromagnetico esterno per rilasciare energia, mentre l'emissione stimolata richiede stimoli elettromagnetici esterni per rilasciare energia.
• Durante l'emissione spontanea, viene rilasciata solo un'onda di energia, ma durante l'emissione stimolata vengono rilasciate due onde di energia.
• La probabilità che avvenga un'emissione stimolata è maggiore della probabilità che avvenga un'emissione spontanea poiché stimoli elettromagnetici esterni aumentano la probabilità di raggiungere lo stato di transizione del dipolo.
• Abbinando opportunamente i gap energetici e le frequenze incidenti, l'emissione stimolata può essere utilizzata per amplificare notevolmente il fascio di radiazione incidente; mentre ciò non è possibile quando si verifica un'emissione spontanea.
