Spontana vs stimulirana emisija
Emisija se odnosi na emisiju energije u fotonima kada elektron prelazi između dva različita nivoa energije. Karakteristično je da su atomi, molekuli i drugi kvantni sistemi sastavljeni od mnogih energetskih nivoa koji okružuju jezgro. Elektroni se nalaze na ovim nivoima elektrona i često prelaze između nivoa apsorpcijom i emisijom energije. Kada dođe do apsorpcije, elektroni prelaze u stanje više energije koje se naziva 'pobuđeno stanje', a energetski jaz između dva nivoa jednak je količini apsorbirane energije. Isto tako, elektroni u pobuđenim stanjima neće tamo boraviti zauvijek. Stoga se spuštaju u niže pobuđeno stanje ili na nivo tla emitujući količinu energije koja odgovara energetskom jazu između dva prelazna 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 odvija kada elektron prelazi sa višeg energetskog nivoa na niži energetski nivo ili u osnovno stanje. Apsorpcija je češća od emisije jer je nivo tla generalno naseljeniji od pobuđenih stanja. Stoga, više elektrona ima tendenciju da apsorbira energiju i pobuđuje se. Ali nakon ovog procesa ekscitacije, kao što je gore spomenuto, elektroni ne mogu biti u pobuđenim stanjima zauvijek jer bilo koji sistem preferira da budu u niže energetski stabilnom stanju, a ne da budu u visoko energetski nestabilnom stanju. Stoga, pobuđeni elektroni imaju tendenciju da oslobode svoju energiju i vrate se na prizemni nivo. U spontanoj emisiji, ovaj proces emisije se dešava bez prisustva spoljašnjeg stimulusa/magnetnog polja; otuda i naziv spontano. To je samo mjera dovođenja sistema u stabilnije stanje.
Kada dođe do spontane emisije, dok elektron prelazi između dva energetska stanja, energetski paket koji odgovara energetskom jazu između dva stanja se oslobađa kao talas. Stoga se spontana emisija može projektovati u dva glavna koraka; 1) Elektron u pobuđenom stanju se svodi u niže pobuđeno stanje ili osnovno stanje 2) Istovremeno oslobađanje energetskog vala koji nosi energiju koja odgovara energetskom jazu između dva prelazna stanja. Fluorescencija i toplotna energija se oslobađaju na ovaj način.
stimulirana emisija
Ovo je druga metoda u kojoj se emisija dešava kada elektron prelazi sa višeg energetskog nivoa na niži energetski nivo ili u osnovno stanje. Međutim, kao što samo ime govori, emisija se ovog puta odvija pod utjecajem vanjskih podražaja kao što je vanjsko elektromagnetno polje. Kada se elektron kreće iz jednog energetskog stanja u drugo, on to čini kroz prijelazno stanje koje posjeduje dipolno polje i djeluje kao mali dipol. Stoga, kada se pod uticajem spoljašnjeg elektromagnetnog polja povećava verovatnoća da će elektron ući u prelazno stanje.
Ovo važi i za apsorpciju i za emisiju. Kada se elektromagnetski stimulus, kao što je upadni talas, prođe kroz sistem, elektroni na nivou zemlje mogu lako oscilirati i doći u stanje prelaznog dipola pri čemu bi se mogao dogoditi prelazak na viši energetski nivo. Slično, kada se upadni val prođe kroz sistem, elektroni koji su već u pobuđenim stanjima i čekaju da se spuste mogli bi lako ući u prijelazno dipolno stanje kao odgovor na vanjski elektromagnetski val i oslobodili bi svoj višak energije da bi se spustili u niže pobuđeno stanje. stanje ili osnovno stanje. Kada se to dogodi, budući da se upadni snop u ovom slučaju ne apsorbira, on će također izaći iz sistema sa novooslobođenim energetskim kvantima zbog prelaska elektrona na niži energetski nivo oslobađajući energetski paket koji odgovara energiji jaz između odgovarajućih država. Stoga se stimulisana emisija može projektovati u tri glavna koraka; 1) Ulazak u upadni talas 2) Elektron u pobuđenom stanju se svodi u niže pobuđeno stanje ili osnovno stanje 3) Istovremeno oslobađanje energetskog talasa koji nosi energiju koja odgovara energetskom jazu između dva prelazna stanja zajedno sa prenosom upadni snop. U pojačanju svjetlosti koristi se princip stimulirane emisije. Npr. LASERSKA tehnologija.
Koja je razlika između spontane i stimulirane emisije?
• Spontana emisija ne zahtijeva vanjski elektromagnetni stimulans da bi oslobodila energiju, dok stimulirana emisija zahtijeva vanjske elektromagnetne stimulacije da bi oslobodila energiju.
• Tokom spontane emisije oslobađa se samo jedan energetski talas, ali se tokom stimulisane emisije oslobađaju dva energetska talasa.
• Vjerovatnoća stimulirane emisije je veća od vjerovatnoće spontane emisije jer vanjski elektromagnetski stimulansi povećavaju vjerovatnoću postizanja dipolnog prelaznog stanja.
• Pravilnim usklađivanjem energetskih praznina i upadnih frekvencija, stimulisana emisija se može koristiti za značajno pojačanje upadnog snopa zračenja; dok to nije moguće kada dođe do spontane emisije.
