Spontaanse Ja Stimuleeritud Heite Erinevus

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 08:38

Spontaanne vs stimuleeritud heide

Emissioon viitab energia emissioonile footonites, kui elektron on üleminekul kahe erineva energiataseme vahel. Iseloomulikult koosnevad aatomid, molekulid ja muud kvantsüsteemid paljudest südamikku ümbritsevatest energiatasemetest. Elektroonid asuvad nendes elektronide tasemetes ja liiguvad sageli energia neeldumise ja emissiooni kaudu tasemete vahel. Kui neeldumine toimub, liiguvad elektronid kõrgemasse energiaolukorda, mida nimetatakse „ergastatud olekuks“, ja kahe taseme vaheline energiavahe võrdub neeldunud energiahulgaga. Samuti ei ela ergastatud olekus olevad elektronid seal igavesti. Seetõttu jõuavad nad madalamale ergastatud olekule või maapinnale, eraldades energiahulka, mis sobib kahe üleminekuaseme vahelise energiavahega. Arvatakse, et need energiad neelduvad ja vabanevad diskreetse energia kvantides või pakettides.

Spontaanne heide

See on üks meetod, kus emissioon toimub siis, kui elektron siirdub kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele või põhiseisundisse. Neeldumine on sagedasem kui emissioon, kuna maapind on tavaliselt rohkem asustatud kui ergastatud olekud. Seetõttu kipub rohkem elektrone energiat neelama ja ennast erutama. Kuid pärast seda ergutusprotsessi, nagu eespool mainitud, ei saa elektronid olla igavesti ergastatud olekutes, kuna ükski süsteem soosib madalama energiastabiilses seisundis olemist selle asemel, et olla suure energiaga ebastabiilses olekus. Seetõttu kipuvad erutatud elektronid oma energiat vabastama ja naasma tagasi maapinnale. Spontaanse emissiooni korral toimub see emissiooniprotsess ilma välise stiimuli / magnetvälja olemasoluta; siit ka nimi spontaanne. See on ainult meede süsteemi stabiilsemaks muutmiseks.

Kui toimub spontaanne emissioon, kui elektron siirdub kahe energiaseisundi vahel, vabastatakse lainena energiapakett, mis sobib nende kahe seisundi vahelise energiavahega. Seetõttu saab spontaanse emissiooni prognoosida kahes põhietapis; 1) Erutatud olekus olev elektron taandub madalamale ergastatud olekule või põhiseisundile 2) Energiat kandva energialaine samaaegne vabanemine, mis sobib kahe üleminekuaja vahelise energiavahega. Fluorestsents ja soojusenergia eralduvad sel viisil.

Stimuleeritud heide

See on teine meetod, kus emissioon toimub siis, kui elektron siirdub kõrgemalt energiatasemelt madalamale või põhiseisundini. Kuid nagu nimigi ütleb, toimub seekordne emissioon väliste stiimulite, näiteks välise elektromagnetvälja mõjul. Kui elektron liigub ühest energiaolekust teise, teeb ta seda siirdeseisundi kaudu, millel on dipoolväli ja mis toimib nagu väike dipool. Seetõttu suureneb välise elektromagnetvälja mõjul elektroni tõenäosus siirdeseisundisse siseneda.

See kehtib nii neeldumise kui ka heitkoguste kohta. Kui elektromagnetiline stiimul, näiteks langev laine, läbib süsteemi, võivad maapinnal olevad elektronid hõlpsasti võnkuda ja jõuda üleminekudipoolse olekuni, mille korral võib toimuda üleminek kõrgemale energiatasemele. Samamoodi, kui juhtuv laine viiakse läbi süsteemi, võivad juba ergastunud olekus olevad elektronid allakäiku oodates reageerida välisele elektromagnetlainele vastuseks hõlpsasti üleminekudipoolsesse olekusse ja vabastada selle üleliigne energia madalama ergutusega alla tulekuks olek või põhiolek. Kui see juhtub, kuna langev kiir ei imendu sel juhul,see tuleb süsteemist välja ka koos äsja vabanenud energiakvantidega, mis on tingitud elektroni üleminekust madalamale energiatasemele, vabastades energiapaketi, mis sobib vastavate olekute vahelise lõhe energiaga. Seetõttu saab stimuleeritud emissiooni prognoosida kolmes peamises etapis; 1) Langeva laine sisenemine 2) Ergunud olekus langeb madalam ergastatud olek või alumine olek 3) Energiat kandva energialaine samaaegne vabanemine, mis sobib kahe üleminekuaja vahelise energiavahega koos langev kiir. Stimuleeritud emissiooni põhimõtet kasutatakse valguse võimendamisel. Nt LASER-tehnoloogia.1) Langeva laine sisenemine 2) Ergunud olekus langeb madalam ergastatud olek või alumine olek 3) Energiat kandva energialaine samaaegne vabanemine, mis sobib kahe üleminekuaja vahelise energiavahega koos langev kiir. Stimuleeritud emissiooni põhimõtet kasutatakse valguse võimendamisel. Nt LASER-tehnoloogia.1) Intsidentlaine sisenemine langev kiir. Stimuleeritud emissiooni põhimõtet kasutatakse valguse võimendamisel. Nt LASER-tehnoloogia.

Mis vahe on spontaansel ja stimuleeritud emissioonil?

• Spontaanne kiirgus ei vaja energia vabastamiseks välist elektromagnetilist stiimulit, stimuleeritud kiirgus aga energia vabastamiseks väliseid elektromagnetilisi stiimuleid.

• Spontaanse emissiooni ajal vabaneb ainult üks energialaine, stimuleeritud kiirguse ajal aga kaks energialainet.

• Stimuleeritud emissiooni toimumise tõenäosus on suurem kui spontaanse emissiooni toimumise tõenäosus, kuna välised elektromagnetilised stiimulid suurendavad dipoolse ülemineku seisundi saavutamise tõenäosust.

• Energiapilude ja langevate sageduste nõuetekohase sobitamise abil saab stimuleeritud emissiooni kasutada langeva kiirguskiire suureks võimendamiseks; kusjuures see ei ole võimalik, kui toimub spontaanne emissioon.