Hvad er forskellen mellem spontan emission og stimuleret emission?

Forskellen mellem spontan og stimuleret emission

Både spontan og stimuleret emission involverer et ophidset atom, der frigiver en foton og overgår til en lavere energistilstand. Den vigtigste forskel ligger i det, der udløser emissionen:

spontan emission:

* trigger: Tilfældig og uforudsigelig . Det ophidsede atom nedbrydes simpelthen på egen hånd og frigiver en foton i en tilfældig retning med en tilfældig polarisering.

* output: usammenhængende og uforudsigelig lys.

* Eksempel: Glødet af en pære eller et opvarmet objekt.

Stimuleret emission:

* trigger: Tilstedeværelsen af ​​en foton med den samme energi som energiforskellen mellem atomets ophidsede og jordtilstande. Denne foton interagerer med det ophidsede atom, hvilket får det til at frigive en foton.

* output: sammenhængende og forudsigelig Lys, hvor den udsendte foton har den samme frekvens, fase, retning og polarisering som den stimulerende foton.

* Eksempel: Lasere, hvor stimuleret emission bruges til at forstærke lys.

Her er en tabel, der opsummerer forskellene:

| Funktion | Spontan emission | Stimuleret emission |

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

| Trigger | Tilfældigt forfald af ophidset atom | Interaktion med en indgående foton |

| Output | Usammenhængende, uforudsigelig | Sammenhængende, forudsigelig |

| Retning | Tilfældig | Samme som den stimulerende foton |

| Polarisering | Tilfældig | Samme som den stimulerende foton |

| Fase | Tilfældig | Samme som den stimulerende foton |

| Frekvens | Bestemt af energiforskellen | Samme som den stimulerende foton |

I det væsentlige er spontan emission som en pære, der tilfældigt udsender lys i alle retninger. Stimuleret emission er som en laser, der udsender en fokuseret lysstråle i en bestemt retning.

Betydningen af ​​stimuleret emission:

Stimuleret emission er afgørende for driften af ​​lasere. Ved at skabe en populationsinversion (flere atomer i den ophidsede tilstand end i jordtilstanden) og tilvejebringe en stimulerende foton, kan vi forstærke lys gennem stimuleret emission. Dette resulterer i en meget fokuseret, sammenhængende lysstråle med en bestemt bølgelængde.

Kortfattet:

* Spontan emission er en naturlig proces med ophidsede atomer, der er forfaldne.

* Stimuleret emission er en proces, der kan forstærke lys ved at udløse spændte atomer til at udsende fotoner.

* Stimuleret emission er grundlaget for laserteknologi.