Spontaneous vs Stimulated Emission
Ang Emission ay tumutukoy sa paglabas ng enerhiya sa mga photon kapag ang isang electron ay lumilipat sa pagitan ng dalawang magkaibang antas ng enerhiya. Sa katangian, ang mga atomo, molekula at iba pang mga quantum system ay binubuo ng maraming antas ng enerhiya na nakapalibot sa core. Ang mga electron ay naninirahan sa mga antas ng elektron na ito at madalas na lumilipat sa pagitan ng mga antas sa pamamagitan ng pagsipsip at paglabas ng enerhiya. Kapag naganap ang pagsipsip, ang mga electron ay lumipat sa isang mas mataas na estado ng enerhiya na tinatawag na isang 'nasasabik na estado', at ang puwang ng enerhiya sa pagitan ng dalawang antas ay katumbas ng dami ng enerhiya na hinihigop. Gayundin, ang mga electron sa mga nasasabik na estado ay hindi maninirahan doon magpakailanman. Samakatuwid, bumaba sila sa isang mas mababang estado ng excited o sa antas ng lupa sa pamamagitan ng pagpapalabas ng dami ng enerhiya na tumutugma sa puwang ng enerhiya sa pagitan ng dalawang estado ng paglipat. Pinaniniwalaan na ang mga enerhiyang ito ay sinisipsip at inilalabas sa quanta o mga pakete ng discrete energy.
Spontaneous Emission
Ito ay isang paraan kung saan nagaganap ang paglabas kapag ang isang electron ay lumipat mula sa isang mas mataas na antas ng enerhiya patungo sa isang mas mababang antas ng enerhiya o sa ground state. Ang pagsipsip ay mas madalas kaysa sa paglabas dahil ang antas ng lupa ay karaniwang mas maraming tao kaysa sa mga nasasabik na estado. Samakatuwid, mas maraming mga electron ang may posibilidad na sumipsip ng enerhiya at pukawin ang kanilang sarili. Ngunit pagkatapos ng prosesong ito ng paggulo, tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga electron ay hindi maaaring nasa nasasabik na mga estado magpakailanman dahil ang anumang sistema ay pinapaboran ang pagiging nasa isang mas mababang estado ng matatag na enerhiya kaysa sa isang mataas na enerhiya na hindi matatag na estado. Samakatuwid, ang mga nasasabik na electron ay may posibilidad na ilabas ang kanilang enerhiya at bumalik sa mga antas ng lupa. Sa isang kusang paglabas, ang proseso ng paglabas na ito ay nangyayari nang walang pagkakaroon ng panlabas na stimulus/magnetic field; kaya ang pangalan ay spontaneous. Isa lamang itong sukatan ng pagdadala ng system sa isang mas matatag na estado.
Kapag nangyari ang kusang paglabas, habang lumilipat ang electron sa pagitan ng dalawang estado ng enerhiya, isang packet ng enerhiya na tumutugma sa puwang ng enerhiya sa pagitan ng dalawang estado ay ilalabas bilang isang alon. Samakatuwid, ang isang kusang paglabas ay maaaring i-project sa dalawang pangunahing hakbang; 1) Ang electron sa isang excited state ay bumaba sa isang lower excited state o ground state 2) Ang sabay-sabay na paglabas ng isang energy wave na nagdadala ng enerhiya na tumutugma sa energy gap sa pagitan ng dalawang transitioning states. Ang fluorescence at thermal energy ay inilalabas sa ganitong paraan.
Stimulated Emission
Ito ang iba pang paraan kung saan nagaganap ang paglabas kapag lumipat ang isang electron mula sa mas mataas na antas ng enerhiya patungo sa mas mababang antas ng enerhiya o sa ground state. Gayunpaman, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang paglabas sa oras na ito ay nagaganap sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na stimuli tulad ng isang panlabas na electromagnetic field. Kapag ang isang elektron ay gumagalaw mula sa isang estado ng enerhiya patungo sa isa pa, ito ay ginagawa sa pamamagitan ng isang estado ng paglipat na nagtataglay ng isang dipole field at kumikilos tulad ng isang maliit na dipole. Samakatuwid, kapag nasa ilalim ng impluwensya ng panlabas na electromagnetic field, tumataas ang posibilidad ng electron na pumasok sa transition state.
Totoo ito para sa parehong absorption at emission. Kapag ang isang electromagnetic stimulus tulad ng isang incident wave, ay dumaan sa system, ang mga electron sa ground level ay maaaring madaling mag-oscillate at makarating sa transition dipole state kung saan ang paglipat sa isang mas mataas na antas ng enerhiya ay maaaring maganap. Gayundin, kapag ang isang incident wave ay dumaan sa system, ang mga electron na nasa excited na states na naghihintay na bumaba ay madaling makapasok sa transition dipole state bilang tugon sa external electromagnetic wave at maglalabas ng sobrang enerhiya nito para bumaba sa mas mababang excited. estado o ground state. Kapag nangyari ito, dahil hindi na-absorb ang incident beam sa kasong ito, lalabas din ito sa system na may bagong inilabas na energy quanta dahil sa paglipat ng electron sa mas mababang antas ng enerhiya na naglalabas ng energy packet upang tumugma sa enerhiya ng ang agwat sa pagitan ng kani-kanilang estado. Samakatuwid, ang stimulated emission ay maaaring i-project sa tatlong pangunahing hakbang; 1) Ang pagpasok ng incident wave 2) Ang electron sa isang excited state ay bumaba sa isang lower excited state o ground state 3) Ang sabay-sabay na paglabas ng isang energy wave na nagdadala ng enerhiya na tumutugma sa energy gap sa pagitan ng dalawang transitioning state kasama ang transmission ng ang sinag ng insidente. Ang prinsipyo ng stimulated emission ay ginagamit sa amplification ng liwanag. Hal. teknolohiya ng LASER.
Ano ang pagkakaiba ng Spontaneous Emission at Stimulated Emission?
• Ang spontaneous emission ay hindi nangangailangan ng external electromagnetic stimulus para makapaglabas ng enerhiya, samantalang ang stimulated emission ay nangangailangan ng external electromagnetic stimuli para makapaglabas ng enerhiya.
• Sa panahon ng spontaneous emission, isang energy wave lang ang inilalabas, ngunit sa panahon ng stimulated emission dalawang energy wave ang inilalabas.
• Ang posibilidad ng stimulated emission na maganap ay mas mataas kaysa sa probabilidad ng spontaneous emission na maganap dahil pinapataas ng external electromagnetic stimuli ang posibilidad na maabot ang dipole transition state.
• Sa pamamagitan ng wastong pagtutugma ng mga gap ng enerhiya at mga frequency ng insidente, magagamit ang stimulated emission upang lubos na palakasin ang radiation beam ng insidente; samantalang hindi ito posible kapag naganap ang kusang paglabas.
