Diferença entre emissão espontânea e estimulada

Emissão Espontânea vs Estimulada

Emissão refere-se à emissão de energia em fótons quando um elétron está em transição entre dois níveis de energia diferentes. Caracteristicamente, átomos, moléculas e outros sistemas quânticos são compostos de muitos níveis de energia ao redor do núcleo. Os elétrons residem nesses níveis de elétrons e frequentemente transitam entre os níveis pela absorção e emissão de energia. Quando a absorção ocorre, os elétrons se movem para um estado de energia mais alto chamado "estado excitado", e a diferença de energia entre os dois níveis é igual à quantidade de energia absorvida. Da mesma forma, os elétrons nos estados excitados não residirão lá para sempre. Portanto, eles diminuem para um estado excitado mais baixo ou para o nível do solo emitindo a quantidade de energia que corresponde ao gap de energia entre os dois estados de transição. Acredita-se que essas energias sejam absorvidas e liberadas em quanta ou pacotes de energia discreta.

Emissão espontânea

Este é um método no qual a emissão ocorre quando um elétron passa de um nível de energia mais alto para um nível de energia mais baixo ou para o estado fundamental. A absorção é mais frequente que a emissão, pois o nível do solo geralmente é mais populoso que os estados excitados. Portanto, mais elétrons tendem a absorver energia e se excitar. Mas, após esse processo de excitação, como mencionado acima, os elétrons não podem estar nos estados excitados para sempre, pois qualquer sistema favorece estar em um estado estável de energia mais baixa do que estar em um estado instável de alta energia. Portanto, elétrons excitados tendem a liberar sua energia e retornar aos níveis do solo. Em uma emissão espontânea, esse processo de emissão ocorre sem a presença de um estímulo externo / campo magnético; daí o nome espontâneo. É apenas uma medida de levar o sistema a um estado mais estável.

Quando ocorre uma emissão espontânea, à medida que o elétron transita entre os dois estados de energia, um pacote de energia para corresponder à diferença de energia entre os dois estados está sendo liberado como uma onda. Portanto, uma emissão espontânea pode ser projetada em duas etapas principais; 1) O elétron em um estado excitado se reduz a um estado excitado mais baixo ou estado fundamental 2) A liberação simultânea de uma onda de energia transportando energia que corresponde à diferença de energia entre os dois estados de transição. Fluorescência e energia térmica são liberadas dessa maneira.

Emissão estimulada

Este é o outro método no qual a emissão ocorre quando um elétron passa de um nível de energia mais alto para um nível de energia mais baixo ou para o estado fundamental. No entanto, como o nome sugere, essa emissão ocorre sob a influência de estímulos externos, como um campo eletromagnético externo. Quando um elétron se move de um estado de energia para outro, ele o faz através de um estado de transição que possui um campo dipolo e age como um pequeno dipolo. Portanto, quando sob a influência de um campo eletromagnético externo, aumenta a probabilidade do elétron de entrar no estado de transição.

Isso é verdade tanto para absorção quanto para emissão. Quando um estímulo eletromagnético, como uma onda incidente, é passado através do sistema, os elétrons no nível do solo podem oscilar prontamente e chegar ao estado dipolar de transição, pelo qual a transição para um nível de energia mais alto pode ocorrer. Da mesma forma, quando uma onda incidente é passada através do sistema, os elétrons que já estão em estados excitados esperando para descer poderiam facilmente entrar no estado dipolo de transição em resposta à onda eletromagnética externa e liberariam seu excesso de energia para diminuir a excitação mais baixa estado ou estado fundamental. Quando isso acontece, como o feixe incidente não é absorvido nesse caso, ele também sai do sistema com os quanta de energia recém-liberados devido à transição do elétron para um nível de energia mais baixo, liberando um pacote de energia para corresponder à energia de a diferença entre os respectivos estados. Portanto, a emissão estimulada pode ser projetada em três etapas principais; 1) Entrada da onda incidente 2) O elétron em um estado excitado desce para um estado excitado mais baixo ou estado fundamental 3) A liberação simultânea de uma onda de energia transportando energia que corresponde à diferença de energia entre os dois estados de transição junto com a transmissão de o feixe incidente. O princípio da emissão estimulada é usado na amplificação da luz. Por exemplo. Tecnologia LASER.

Qual é a diferença entre emissão espontânea e emissão estimulada?

• A emissão espontânea não requer um estímulo eletromagnético externo para liberar energia, enquanto a emissão estimulada exige estímulos eletromagnéticos externos para liberar energia.

• Durante a emissão espontânea, apenas uma onda de energia é liberada, mas durante a emissão estimulada, duas ondas de energia são liberadas.

• A probabilidade de emissão estimulada ocorrer é maior que a probabilidade de emissão espontânea, pois os estímulos eletromagnéticos externos aumentam a probabilidade de atingir o estado de transição dipolar.

• Ao corresponder adequadamente as lacunas de energia e as frequências de incidentes, a emissão estimulada pode ser usada para amplificar bastante o feixe de radiação incidente; Considerando que isso não é possível quando ocorrem emissões espontâneas.