Спонтанды және ынталандырылған эмиссия
Эмиссия электрон екі түрлі энергия деңгейі арасында ауысқан кезде фотондардағы энергияның эмиссиясын білдіреді. Атомдар, молекулалар және басқа кванттық жүйелер ядроны қоршап тұрған көптеген энергия деңгейлерінен тұрады. Электрондар осы электрондық деңгейлерде орналасады және энергияны жұту және шығару арқылы деңгейлер арасында жиі өтеді. Жұтылу орын алған кезде электрондар «қозған күй» деп аталатын жоғары энергетикалық күйге ауысады және екі деңгей арасындағы энергия алшақтығы жұтылған энергия мөлшеріне тең болады. Сол сияқты қоздырылған күйдегі электрондар онда мәңгі қалмайды. Сондықтан олар екі өтпелі күй арасындағы энергетикалық алшақтыққа сәйкес келетін энергия мөлшерін шығару арқылы төменгі қозған күйге немесе жер деңгейіне түседі. Бұл энергиялар кванттарда немесе дискретті энергия пакеттерінде жұтылады және босатылады деп есептеледі.
Спонтанды эмиссия
Бұл электрон жоғары энергетикалық деңгейден төменгі энергетикалық деңгейге немесе негізгі күйге өткенде сәуле шығару орын алатын әдістердің бірі. Абсорбция шығарындыларға қарағанда жиірек болады, өйткені жер деңгейі әдетте қозғалған күйлерге қарағанда көбірек қоныстанған. Сондықтан көбірек электрондар энергияны жұтып, өздерін қоздыруға бейім. Бірақ бұл қозу процесінен кейін, жоғарыда айтылғандай, электрондар мәңгі қоздырылған күйде бола алмайды, өйткені кез келген жүйе жоғары энергиялық тұрақсыз күйде емес, төмен энергиялық тұрақты күйде болуды қалайды. Сондықтан қозған электрондар өз энергиясын босатып, жердегі деңгейлерге қайта оралуға бейім. Спонтанды эмиссияда бұл эмиссия процесі сыртқы тітіркендіргіш/магниттік өрістің қатысуынсыз жүреді; сондықтан стихиялық атау. Бұл тек жүйені тұрақтырақ күйге келтіру шарасы.
Спонтанды эмиссия орын алған кезде, электрон екі энергетикалық күй арасында ауысқанда, екі күй арасындағы энергия алшақтығына сәйкес келетін энергия пакеті толқын түрінде шығарылады. Демек, өздігінен шығарылатын эмиссияны екі негізгі қадаммен болжауға болады; 1) Қозған күйдегі электрон төменгі қозған күйге немесе негізгі күйге түседі. 2) Екі ауысу күйінің арасындағы энергетикалық алшақтыққа сәйкес келетін энергияны тасымалдайтын энергия толқынының бір уақытта шығуы. Флуоресценция мен жылу энергиясы осылай шығарылады.
Ынталандырылған эмиссия
Бұл электрон жоғары энергия деңгейінен төменгі энергетикалық деңгейге немесе негізгі күйге өткенде эмиссия орын алатын басқа әдіс. Дегенмен, аты айтып тұрғандай, бұл жолы эмиссия сыртқы электромагниттік өріс сияқты сыртқы ынталандырулардың әсерінен орын алады. Электрон бір энергетикалық күйден екіншісіне ауысқанда, ол диполь өрісі бар және шағын диполь сияқты әрекет ететін өтпелі күй арқылы жүзеге асады. Сондықтан сыртқы электромагниттік өрістің әсерінен электронның ауысу күйіне өту ықтималдығы артады.
Бұл абсорбцияға да, эмиссияға да бірдей. Түскен толқын сияқты электромагниттік тітіркендіргіш жүйе арқылы өткенде, жер деңгейіндегі электрондар оңай тербеліп, жоғары энергия деңгейіне өту орын алатын өтпелі дипольдік күйге келуі мүмкін. Сол сияқты, жүйе арқылы түскен толқын өткенде, төмен түсуді күтіп тұрған қоздырылған күйде тұрған электрондар сыртқы электромагниттік толқынға жауап ретінде ауысу дипольдік күйіне оңай еніп, оның артық энергиясын босатып, төменгі қозған деңгейге дейін түсуі мүмкін. күй немесе негізгі күй. Бұл орын алған кезде, түскен сәуле бұл жағдайда жұтылмайтындықтан, ол сондай-ақ электронның энергияға сәйкес келетін энергия пакетін босатып, төменгі энергетикалық деңгейге өтуіне байланысты жаңадан шыққан энергия кванттары бар жүйеден шығады. тиісті мемлекеттер арасындағы алшақтық. Сондықтан ынталандырылған эмиссияны үш негізгі қадаммен болжауға болады; 1) Түскен толқынның енуі 2) Қозған күйдегі электронның төменгі қозған күйге немесе негізгі күйге түсуі 3) Екі өтпелі күйдің арасындағы энергетикалық алшақтыққа сәйкес келетін энергияны тасымалдайтын энергетикалық толқынның бір уақытта шығуы. оқиға сәулесі. Жарықты күшейтуде ынталандырылған сәуле шығару принципі қолданылады. Мысалы, ЛАЗЕР технологиясы.
Спонтанды эмиссия мен ынталандырылған эмиссияның айырмашылығы неде?
• Спонтанды сәуле шығару энергияны шығару үшін сыртқы электромагниттік ынталандыруды қажет етпейді, ал ынталандырылған эмиссия энергияны шығару үшін сыртқы электромагниттік ынталандыруды қажет етеді.
• Өздігінен сәуле шығару кезінде бір ғана энергия толқыны шығарылады, бірақ ынталандырылған эмиссия кезінде екі энергия толқыны шығарылады.
• Сыртқы электромагниттік тітіркендіргіштер дипольді ауысу күйіне жету ықтималдығын арттыратындықтан, ынталандырылған эмиссияның орын алу ықтималдығы өздігінен сәулеленудің орын алу ықтималдығынан жоғары.
• Энергия алшақтықтары мен түсетін жиіліктерді дұрыс сәйкестендіру арқылы стимуляцияланған сәулеленуді түсетін сәуле сәулесін айтарлықтай күшейту үшін пайдалануға болады; ал өздігінен эмиссия орын алғанда бұл мүмкін емес.
