Sự khác biệt giữa phát xạ tự phát và kích thích

Tự phát vs Phát xạ kích thích

Phát xạ đề cập đến sự phát xạ năng lượng tính bằng photon khi một electron đang chuyển đổi giữa hai mức năng lượng khác nhau. Đặc trưng, ​​các nguyên tử, phân tử và các hệ lượng tử khác được tạo thành từ nhiều mức năng lượng xung quanh lõi. Các electron nằm trong các mức điện tử này và thường vận chuyển giữa các cấp bằng sự hấp thụ và phát xạ năng lượng. Khi quá trình hấp thụ diễn ra, các electron chuyển sang trạng thái năng lượng cao hơn gọi là 'trạng thái kích thích' và khoảng cách năng lượng giữa hai mức bằng với lượng năng lượng được hấp thụ. Tương tự như vậy, các electron ở trạng thái kích thích sẽ không tồn tại ở đó mãi mãi. Do đó, chúng xuống trạng thái kích thích thấp hơn hoặc xuống mặt đất bằng cách phát ra lượng năng lượng phù hợp với khoảng cách năng lượng giữa hai trạng thái chuyển tiếp. Người ta tin rằng những năng lượng này được hấp thụ và giải phóng trong lượng tử hoặc gói năng lượng riêng biệt.

Phát xạ tự phát

Đây là một phương pháp trong đó phát xạ diễn ra khi một electron chuyển từ mức năng lượng cao hơn sang mức năng lượng thấp hơn hoặc đến trạng thái cơ bản. Hấp thụ thường xuyên hơn phát xạ vì mặt đất thường đông dân hơn các trạng thái kích thích. Do đó, nhiều electron có xu hướng hấp thụ năng lượng và tự kích thích. Nhưng sau quá trình kích thích này, như đã đề cập ở trên, các electron không thể ở trạng thái kích thích mãi mãi vì bất kỳ hệ thống nào cũng thích ở trạng thái ổn định năng lượng thấp hơn là ở trạng thái không ổn định năng lượng cao. Do đó, các electron bị kích thích có xu hướng giải phóng năng lượng của chúng và quay trở lại mặt đất. Trong phát xạ tự phát, quá trình phát xạ này xảy ra mà không có sự hiện diện của kích thích / từ trường bên ngoài; do đó tên tự phát. Nó chỉ là một biện pháp đưa hệ thống về trạng thái ổn định hơn.

Khi phát xạ tự phát xảy ra, khi các electron chuyển đổi giữa hai trạng thái năng lượng, một gói năng lượng để phù hợp với khoảng cách năng lượng giữa hai trạng thái đang được giải phóng dưới dạng sóng. Do đó, phát xạ tự phát có thể được dự kiến ​​theo hai bước chính; 1) Electron ở trạng thái kích thích rơi xuống trạng thái kích thích thấp hơn hoặc trạng thái cơ bản 2) Sự giải phóng đồng thời của sóng năng lượng mang năng lượng phù hợp với khoảng cách năng lượng giữa hai trạng thái chuyển tiếp. Huỳnh quang và năng lượng nhiệt được giải phóng theo cách này.

Phát xạ kích thích

Đây là phương pháp khác trong đó phát xạ diễn ra khi một electron chuyển từ mức năng lượng cao hơn sang mức năng lượng thấp hơn hoặc đến trạng thái cơ bản. Tuy nhiên, như tên cho thấy, lần phát xạ này diễn ra dưới tác động của các kích thích bên ngoài như trường điện từ bên ngoài. Khi một electron chuyển từ trạng thái năng lượng này sang trạng thái năng lượng khác, nó sẽ chuyển qua trạng thái chuyển tiếp sở hữu trường lưỡng cực và hoạt động như một lưỡng cực nhỏ. Do đó, khi chịu ảnh hưởng của trường điện từ bên ngoài, xác suất electron vào trạng thái chuyển tiếp được tăng lên.

Điều này đúng cho cả hấp thụ và phát xạ như nhau. Khi một kích thích điện từ như sóng tới, được truyền qua hệ thống, các electron ở mặt đất có thể dễ dàng dao động và đi đến trạng thái lưỡng cực chuyển tiếp, theo đó sự chuyển đổi sang mức năng lượng cao hơn có thể diễn ra. Tương tự như vậy, khi một sóng tới được truyền qua hệ thống, các electron đang ở trạng thái kích thích đang chờ hạ xuống có thể dễ dàng đi vào trạng thái lưỡng cực chuyển tiếp để đáp ứng với sóng điện từ bên ngoài và sẽ giải phóng năng lượng dư thừa của nó để đi xuống trạng thái kích thích thấp hơn nhà nước hoặc nhà nước mặt đất. Khi điều này xảy ra, vì chùm tia tới không bị hấp thụ trong trường hợp này, nó cũng sẽ ra khỏi hệ thống với lượng tử năng lượng mới được giải phóng do sự chuyển đổi của electron sang mức năng lượng thấp hơn giải phóng một gói năng lượng để phù hợp với năng lượng của khoảng cách giữa các trạng thái tương ứng. Do đó, phát xạ kích thích có thể được dự kiến ​​theo ba bước chính; 1) Bước vào sóng sự cố 2) Electron ở trạng thái kích thích rơi xuống trạng thái kích thích thấp hơn hoặc trạng thái cơ bản 3) Sự giải phóng đồng thời của sóng năng lượng mang năng lượng phù hợp với khoảng cách năng lượng giữa hai trạng thái chuyển tiếp cùng với việc truyền chùm tia sự cố. Nguyên lý phát xạ kích thích được sử dụng trong khuếch đại ánh sáng. Ví dụ. Công nghệ LASER.

Sự khác biệt giữa phát xạ tự phát và phát xạ kích thích?

• Phát xạ tự phát không cần kích thích điện từ bên ngoài để giải phóng năng lượng, trong khi phát xạ kích thích không cần kích thích điện từ bên ngoài để giải phóng năng lượng.

• Trong quá trình phát xạ tự phát, chỉ có một sóng năng lượng được giải phóng, nhưng trong quá trình phát xạ kích thích, hai sóng năng lượng được giải phóng.

• Xác suất phát xạ kích thích xảy ra cao hơn xác suất phát xạ tự phát xảy ra do kích thích điện từ bên ngoài làm tăng xác suất đạt được trạng thái chuyển tiếp lưỡng cực.

• Bằng cách kết hợp đúng các khoảng trống năng lượng và tần số sự cố, phát xạ kích thích có thể được sử dụng để khuếch đại rất nhiều chùm bức xạ tới; trong khi điều này là không thể khi phát xạ tự phát diễn ra.