Phát thải tự phát so với Kích thích
Sự phát xạ đề cập đến sự phát xạ năng lượng trong các photon khi một điện tử chuyển giữa hai mức năng lượng khác nhau. Về đặc điểm, nguyên tử, phân tử và các hệ lượng tử khác được tạo thành từ nhiều mức năng lượng bao quanh lõi. Các điện tử nằm trong các mức điện tử này và thường chuyển giữa các mức bằng cách hấp thụ và phát xạ năng lượng. Khi quá trình hấp thụ diễn ra, các electron chuyển sang trạng thái năng lượng cao hơn được 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 cư trú ở đó mãi mãi. Do đó, chúng đi xuống trạng thái kích thích thấp hơn hoặc xuống mức cơ bản 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 dưới dạng lượng tử hoặc gói năng lượng rời rạc.
Phát thải tự phát
Đây là một phương pháp trong đó sự phát xạ diễn ra khi một điện tử chuyển từ mức năng lượng cao hơn xuống mức năng lượng thấp hơn hoặc về trạng thái cơ bản. Hấp thụ thường xuyên hơn phát xạ vì mặt đất nói chung có nhiều dân cư 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 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 mức mặt đất. Trong phát xạ tự phát, quá trình phát xạ này xảy ra mà không có sự xuất hiện của kích thích / từ trường bên ngoài; do đó có tên tự phát. Nó chỉ là một biện pháp để đưa hệ thống về trạng thái ổn định hơn.
Khi xảy ra hiện tượng phát xạ tự phát, khi electron chuyển giữa hai trạng thái năng lượng, một gói năng lượng phù hợp với khoảng cách năng lượng giữa hai trạng thái sẽ được giải phóng dưới dạng sóng. Do đó, phát xạ tự phát có thể được dự báo theo hai bước chính; 1) Electron ở trạng thái kích thích chuyển xuống trạng thái kích thích thấp hơn hoặc trạng thái cơ bản 2) Sự phóng ra đồng thời của một sóng năng lượng mang năng lượng trùng với khoảng cách năng lượng giữa hai trạng thái chuyển tiếp. Năng lượng huỳnh quang và nhiệt được giải phóng theo cách này.
Phát thải được kích thích
Đây là một phương pháp khác, trong đó sự phát xạ diễn ra khi một điện tử chuyển từ mức năng lượng cao hơn xuống mức năng lượng thấp hơn hoặc về trạng thái cơ bản. Tuy nhiên, như tên cho thấy, sự phát xạ thời gian 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 giống như một lưỡng cực nhỏ. Do đó, khi chịu tác động của trường điện từ bên ngoài, xác suất của electron chuyển sang trạng thái chuyển tiếp tăng lên.
Điều này đúng cho cả sự hấp thụ và phát xạ. Khi một kích thích điện từ chẳng hạn như sóng tới, được truyền qua hệ thống, các điện tử ở mức cơ bản có thể dễ dàng dao động và đi đến trạng thái lưỡng cực chuyển tiếp, nhờ đó có thể diễn ra quá trình chuyển đổi lên mức năng lượng cao hơn. Tương tự như vậy, khi một sóng tới truyền qua hệ, các điện tử đã ở trạng thái kích thích chờ đi xuống có thể dễ dàng đi vào trạng thái lưỡng cực chuyển tiếp để phản ứng với sóng điện từ bên ngoài và sẽ giải phóng năng lượng dư thừa của nó để chuyển xuống trạng thái kích thích thấp hơn. trạng thái hoặc trạng thái cơ bản. Khi điều này xảy ra, vì chùm tia tới không bị hấp thụ trong trường hợp này, nó cũng sẽ đi ra khỏi hệ với lượng tử năng lượng mới được giải phóng do sự chuyển đổi của điện tử xuống 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 chiếu theo ba bước chính; 1) Bước vào của sóng tới 2) Electron ở trạng thái kích thích chuyển xuống trạng thái kích thích thấp hơn hoặc trạng thái cơ bản 3) Sự phóng ra đồng thời của một sóng mang năng lượng phù hợp với khoảng cách năng lượng giữa hai trạng thái chuyển tiếp cùng với sự truyền của chùm tia tới. Nguyên tắc phát xạ kích thích được sử dụng trong quá trình khuếch đại ánh sáng. Ví dụ. Công nghệ LASER.
Sự khác biệt giữa phát thải tự phát và phát thải kích thích là gì?
• Phát xạ tự phát không yêu cầu kích thích điện từ bên ngoài để giải phóng năng lượng, trong khi phát xạ kích thích yêu cầu kích thích điện từ bên ngoài để giải phóng năng lượng.
• Trong quá trình phát xạ tự phát, chỉ một sóng năng lượng được giải phóng, nhưng trong quá trình phát xạ kích thích, hai sóng năng lượng được giải phóng.
• Xác suất để xảy ra phát xạ kích thích cao hơn xác suất để phát xạ tự phát xảy ra vì các kích thích điện từ bên ngoài làm tăng xác suất đạt được trạng thái chuyển đổi lưỡng cực.
• Bằng cách khớp đúng các khoảng trống năng lượng và tần số tới, phát xạ kích thích có thể được sử dụng để khuếch đại chùm bức xạ tới; trong khi điều này không thể xảy ra khi sự phát xạ tự phát diễn ra.
