Forskel mellem stimuleret og spontan emission?

Stimuleret vs. spontan emission:En vigtig forskel i let generation

spontan emission er den grundlæggende proces med lys generation. Sådan fungerer det:

* ophidset tilstand: Et atom eller molekyle absorberer energi, hvilket får en elektron til at hoppe til et højere energiniveau.

* overgang: Den ophidsede elektron er ustabil og ønsker naturligvis at vende tilbage til sin jordtilstand (lavere energiniveau).

* fotonemission: For at gøre dette frigiver elektronet den absorberede energi som en foton af lys. Dette sker tilfældigt, og fotons retning og fase er uforudsigelige.

Stimuleret emission er en anden mekanisme, hvor lysemission påvirkes af eksisterende lys.

* fotoninteraktion: En foton med samme energi som energiforskellen mellem den ophidsede tilstand og jordtilstand interagerer med det ophidset atom.

* tvungen overgang: Denne interaktion tvinger den ophidsede elektron til at skifte tilbage til jordtilstanden og udsende en anden foton.

* Identisk foton: Den udsendte foton er identisk med den interagerende foton med hensyn til frekvens, fase og retning.

Her er en tabel, der opsummerer de vigtigste forskelle:

| Funktion | Spontan emission | Stimuleret emission |

| --- | --- | --- |

| Årsag: | Naturlig overgang af en ophidset elektron | Interaktion med en foton med samme energi |

| Lysretning: | Tilfældig | Samme som den interagerende foton |

| Lysfase: | Tilfældig | Samme som den interagerende foton |

| Lysfrekvens: | Specifikt for energiforskellen mellem de ophidsede og jordtilstande | Samme som den interagerende foton |

| Effektivitet: | Lav | Høj |

| Ansøgninger: | Glødepærer, LED'er | Lasere, Masers |

på enkle termer:

* spontan emission er som et tilfældigt fyrværkeri, hvor hver eksplosion udsender lys i en anden retning og farve.

* stimuleret emission er som et synkroniseret fyrværkeri, hvor alt fyrværkeri eksploderer på samme tid, hvilket skaber en stærk og sammenhængende lysstråle.

Kraften ved stimuleret emission:

Stimuleret emission er grundlaget for lasere og masere. Ved at tilvejebringe en konstant strøm af fotoner (ofte gennem et optisk hulrum), kan vi forstærke lysemissionen gennem stimuleret emission, hvilket resulterer i en meget fokuseret og sammenhængende stråle.

I modsætning hertil er spontan emission grundlaget for pærer og LED'er, hvor lyset genereres tilfældigt og ikke så intenst eller retningsmæssigt fokuseret.