Emisión espontánea vs. estimulada
Emisión se refiere a la emisión de energía en fotones cuando un electrón está en transición entre dos niveles de energía diferentes. Característicamente, los átomos, las moléculas y otros sistemas cuánticos se componen de muchos niveles de energía que rodean el núcleo. Los electrones residen en estos niveles de electrones y, a menudo, transitan entre niveles por absorción y emisión de energía. Cuando tiene lugar la absorción, los electrones se mueven a un estado de mayor energía llamado "estado excitado", y la brecha de energía entre los dos niveles es igual a la cantidad de energía absorbida. Del mismo modo, los electrones en los estados excitados no residirán allí para siempre. Por lo tanto, descienden a un estado excitado más bajo o al nivel del suelo emitiendo la cantidad de energía que coincide con la brecha de energía entre los dos estados de transición. Se cree que estas energías son absorbidas y liberadas en cuantos o paquetes de energía discreta.
Emisión espontánea
Este es un método en el que la emisión tiene lugar cuando un electrón pasa de un nivel de energía más alto a un nivel de energía más bajo o al estado fundamental. La absorción es más frecuente que la emisión ya que el nivel del suelo generalmente está más poblado que los estados excitados. Por lo tanto, más electrones tienden a absorber energía y excitarse. Pero después de este proceso de excitación, como se mencionó anteriormente, los electrones no pueden estar en los estados excitados para siempre, ya que cualquier sistema prefiere estar en un estado estable de menor energía en lugar de estar en un estado inestable de alta energía. Por lo tanto, los electrones excitados tienden a liberar su energía y regresar a los niveles del suelo. En una emisión espontánea, este proceso de emisión ocurre sin la presencia de un estímulo externo/campo magnético; de ahí el nombre espontáneo. Es únicamente una medida para llevar el sistema a un estado más estable.
Cuando se produce una emisión espontánea, a medida que el electrón cambia entre los dos estados de energía, se libera en forma de onda un paquete de energía para igualar la brecha de energía entre los dos estados. Por lo tanto, una emisión espontánea se puede proyectar en dos pasos principales; 1) El electrón en un estado excitado se reduce a un estado excitado más bajo o estado fundamental 2) La liberación simultánea de una onda de energía que transporta energía que coincide con la brecha de energía entre los dos estados de transición. La fluorescencia y la energía térmica se liberan de esta manera.
Emisión estimulada
Este es el otro método en el que la emisión tiene lugar cuando un electrón pasa de un nivel de energía más alto a un nivel de energía más bajo o al estado fundamental. Sin embargo, como su nombre indica, esta vez la emisión tiene lugar bajo la influencia de estímulos externos, como un campo electromagnético externo. Cuando un electrón pasa de un estado de energía a otro, lo hace a través de un estado de transición que posee un campo dipolar y actúa como un pequeño dipolo. Por lo tanto, cuando se encuentra bajo la influencia de un campo electromagnético externo, la probabilidad de que el electrón entre en el estado de transición aumenta.
Esto es cierto tanto para la absorción como para la emisión. Cuando un estímulo electromagnético, como una onda incidente, pasa a través del sistema, los electrones en el nivel del suelo pueden oscilar fácilmente y llegar al estado dipolar de transición en el que podría tener lugar la transición a un nivel de energía más alto. Del mismo modo, cuando una onda incidente pasa a través del sistema, los electrones que ya están en estados excitados a la espera de bajar podrían entrar fácilmente en el estado dipolar de transición en respuesta a la onda electromagnética externa y liberarían su exceso de energía para bajar a un estado excitado más bajo. estado o estado fundamental. Cuando esto sucede, dado que el haz incidente no se absorbe en este caso, también saldrá del sistema con los cuantos de energía recién liberados debido a la transición del electrón a un nivel de energía más bajo liberando un paquete de energía para igualar la energía de la brecha entre los respectivos estados. Por lo tanto, la emisión estimulada se puede proyectar en tres pasos principales; 1) Entrada de la onda incidente 2) El electrón en un estado excitado desciende a un estado excitado más bajo o estado fundamental 3) La liberación simultánea de una onda de energía que transporta energía que coincide con la brecha de energía entre los dos estados de transición junto con la transmisión de el haz incidente. El principio de emisión estimulada se utiliza en la amplificación de la luz. P.ej. Tecnología LÁSER.
¿Cuál es la diferencia entre emisión espontánea y emisión estimulada?
• La emisión espontánea no requiere un estímulo electromagnético externo para liberar energía, mientras que la emisión estimulada requiere estímulos electromagnéticos externos para liberar energía.
• Durante la emisión espontánea, solo se libera una onda de energía, pero durante la emisión estimulada se liberan dos ondas de energía.
• La probabilidad de que se produzca una emisión estimulada es mayor que la probabilidad de que se produzca una emisión espontánea, ya que los estímulos electromagnéticos externos aumentan la probabilidad de alcanzar el estado de transición dipolar.
• Al hacer coincidir correctamente los espacios de energía y las frecuencias incidentes, la emisión estimulada se puede utilizar para amplificar en gran medida el haz de radiación incidente; mientras que esto no es posible cuando se produce una emisión espontánea.
