Spontan mot stimulerad utsläpp
Utsläpp avser utsläpp av energi i fotoner när en elektron övergår mellan två olika energinivåer. Karaktäristiskt består atomer, molekyler och andra kvantsystem av många energinivåer som omger kärnan. Elektroner finns i dessa elektronnivåer och passerar ofta mellan nivåer genom absorption och utsläpp av energi. När absorptionen äger rum rör sig elektroner till ett högre energiläge som kallas ett "upphetsat tillstånd", och energigapet mellan de två nivåerna är lika med mängden absorberad energi. På samma sätt kommer elektroner i de upphetsade staterna inte att bo där för alltid. Därför kommer de ner till ett lägre upphetsat tillstånd eller till marknivån genom att avge mängden energi som matchar energigapet mellan de två övergångstillstånden. Man tror att dessa energier absorberas och frigörs i kvantiteter eller paket med diskret energi.
Spontan utsläpp
Detta är en metod där emission sker när en elektron övergår från en högre energinivå till en lägre energinivå eller till marktillståndet. Absorption är mer frekvent än utsläpp eftersom marknivån i allmänhet är mer befolkad än de upphetsade tillstånden. Därför tenderar fler elektroner att absorbera energi och excitera sig själva. Men efter denna process av excitation, som nämnts ovan, kan elektroner inte vara i upphetsade tillstånd för alltid eftersom något system gynnar att vara i ett lägre energistabilt tillstånd snarare än att vara i ett instabilt tillstånd med hög energi. Därför tenderar upphetsade elektroner att frigöra sin energi och återvända till marknivåerna. I en spontan emission sker denna emissionsprocess utan närvaro av ett externt stimulus / magnetfält; därav namnet spontant. Det är endast ett mått på att få systemet till ett mer stabilt tillstånd.
När en spontan strålning inträffar, när elektronen övergår mellan de två energitillstånden, frigörs ett energipaket som matchar energigapet mellan de två tillstånden som en våg. Därför kan en spontan emission projiceras i två huvudsteg; 1) Elektron i ett exciterat tillstånd kommer ner till ett lägre exciterat tillstånd eller jordtillstånd 2) Samtidig frisättning av en energivåg som bär energi som matchar energigapet mellan de två övergångstillstånden. Fluorescens och termisk energi frigörs på detta sätt.
Stimulerad utsläpp
Detta är den andra metoden där utsläpp sker när en elektron övergår från en högre energinivå till en lägre energinivå eller till marktillståndet. Men som namnet antyder sker denna tidsemission under påverkan av yttre stimuli såsom ett externt elektromagnetiskt fält. När en elektron rör sig från ett energitillstånd till ett annat gör det det genom ett övergångstillstånd som har ett dipolfält och fungerar som en liten dipol. Därför ökar sannolikheten för elektronen att gå in i övergångstillståndet under påverkan av ett externt elektromagnetiskt fält.
Detta gäller både för absorption och utsläpp. När en elektromagnetisk stimulans, såsom en infallande våg, passerar genom systemet, kan elektroner i marknivån lätt oscilleras och komma till övergångsdipoltillståndet varigenom övergången till en högre energinivå kan ske. På samma sätt, när en infallsvåg passerar genom systemet, kan elektroner som redan befinner sig i upphetsade tillstånd som väntar på att komma ner lätt komma in i övergångsdipoltillståndet som svar på den externa elektromagnetiska vågen och skulle frigöra dess överskottsenergi för att komma ner till en lägre exciterad tillstånd eller markstat. När detta händer, eftersom den infallande strålen inte absorberas i detta fall,det kommer också att komma ut ur systemet med den nyligen frigjorda energikvantan på grund av övergången av elektronen till en lägre energinivå som frigör ett energipaket för att matcha energin i gapet mellan respektive tillstånd. Därför kan stimulerad utsläpp projiceras i tre huvudsteg; 1) Inmatning av den infallande vågen 2) Elektron i ett exciterat tillstånd kommer ner till ett lägre exciterat tillstånd eller jordtillstånd 3) Samtidig frisättning av en energivåg som bär energi som matchar energigapet mellan de två övergångstillstånden tillsammans med överföringen av incidentstrålen. Principen för stimulerad emission används vid förstärkning av ljus. LASER-teknik.1) Inmatning av den infallande vågen 2) Elektron i ett exciterat tillstånd kommer ner till ett lägre exciterat tillstånd eller jordtillstånd 3) Samtidig frisättning av en energivåg som bär energi som matchar energigapet mellan de två övergångstillstånden tillsammans med överföringen av incidentstrålen. Principen för stimulerad emission används vid förstärkning av ljus. LASER-teknik.1) Införande av den infallande vågen 2) Elektron i ett exciterat tillstånd kommer ner till ett lägre exciterat tillstånd eller jordtillstånd 3) Samtidig frisättning av en energivåg som bär energi som matchar energigapet mellan de två övergångstillstånden tillsammans med överföringen av incidentstrålen. Principen för stimulerad emission används vid förstärkning av ljus. LASER-teknik.
Vad är skillnaden mellan spontan emission och stimulerad emission?
• Spontan emission kräver ingen extern elektromagnetisk stimulans för att frigöra energi, medan stimulerad emission kräver externa elektromagnetiska stimuli för att frigöra energi.
• Under spontanemission släpps endast en energivåg, men under stimulerad emission frigörs två energivågor.
• Sannolikheten för att stimulerad emission ska äga rum är högre än sannolikheten för spontan emission att ske eftersom externa elektromagnetiska stimuli ökar sannolikheten för att uppnå dipolövergångstillståndet.
• Genom att korrekt matcha energiluckorna och de infallande frekvenserna kan stimulerad emission användas för att kraftigt förstärka den infallande strålningsstrålen; Detta är inte möjligt när spontan utsläpp sker.
