Émission spontanée vs stimulée
L'émission fait référence à l'émission d'énergie dans les photons lorsqu'un électron est en transition entre deux niveaux d'énergie différents. De manière caractéristique, les atomes, molécules et autres systèmes quantiques sont constitués de nombreux niveaux d'énergie entourant le noyau. Les électrons résident dans ces niveaux d'électrons et transitent souvent entre les niveaux par absorption et émission d'énergie. Lors de l'absorption, les électrons passent à un état d'énergie plus élevé appelé «état excité», et l'écart d'énergie entre les deux niveaux est égal à la quantité d'énergie absorbée. De même, les électrons dans les états excités n'y résideront pas pour toujours. Par conséquent, ils descendent à un état excité inférieur ou au niveau du sol en émettant la quantité d'énergie qui correspond à l'écart d'énergie entre les deux états de transition. On pense que ces énergies sont absorbées et libérées sous forme de quanta ou de paquets d'énergie discrète.
Émission spontanée
C'est une méthode dans laquelle l'émission a lieu lorsqu'un électron passe d'un niveau d'énergie supérieur à un niveau d'énergie inférieur ou à l'état fondamental. L'absorption est plus fréquente que l'émission car le niveau du sol est généralement plus peuplé que les états excités. Par conséquent, plus d'électrons ont tendance à absorber de l'énergie et à s'exciter. Mais après ce processus d'excitation, comme mentionné ci-dessus, les électrons ne peuvent pas être indéfiniment dans les états excités car tout système préfère être dans un état stable à basse énergie plutôt que dans un état instable à haute énergie. Par conséquent, les électrons excités ont tendance à libérer leur énergie et à revenir aux niveaux du sol. Dans une émission spontanée, ce processus d'émission se produit sans la présence d'un stimulus / champ magnétique externe; d'où le nom spontané. Il s'agit uniquement d'une mesure visant à amener le système à un état plus stable.
Lorsqu'une émission spontanée se produit, lorsque l'électron passe entre les deux états d'énergie, un paquet d'énergie correspondant à l'écart d'énergie entre les deux états est libéré sous forme d'onde. Par conséquent, une émission spontanée peut être projetée en deux étapes principales; 1) L'électron dans un état excité se résume à un état excité inférieur ou à un état fondamental 2) La libération simultanée d'une onde d'énergie transportant de l'énergie qui correspond à l'écart d'énergie entre les deux états de transition. La fluorescence et l'énergie thermique sont libérées de cette manière.
Émission stimulée
C'est l'autre méthode dans laquelle l'émission a lieu lorsqu'un électron passe d'un niveau d'énergie supérieur à un niveau d'énergie inférieur ou à l'état fondamental. Cependant, comme son nom l'indique, cette fois, l'émission a lieu sous l'influence de stimuli externes tels qu'un champ électromagnétique externe. Lorsqu'un électron passe d'un état d'énergie à un autre, il le fait par un état de transition qui possède un champ dipolaire et agit comme un petit dipôle. Par conséquent, sous l'influence d'un champ électromagnétique externe, la probabilité de l'électron d'entrer dans l'état de transition est augmentée.
Cela est vrai à la fois pour l'absorption et l'émission. Lorsqu'un stimulus électromagnétique, tel qu'une onde incidente, traverse le système, les électrons au niveau du sol peuvent facilement osciller et arriver à l'état dipolaire de transition grâce auquel la transition vers un niveau d'énergie plus élevé pourrait avoir lieu. De même, lorsqu'une onde incidente traverse le système, les électrons qui sont déjà dans des états excités en attente de redescendre pourraient facilement entrer dans l'état dipolaire de transition en réponse à l'onde électromagnétique externe et libéreraient son excès d'énergie pour descendre à une excitation inférieure. état ou état fondamental. Lorsque cela se produit, puisque le faisceau incident n'est pas absorbé dans ce cas,il sortira également du système avec les quanta d'énergie nouvellement libérés en raison de la transition de l'électron à un niveau d'énergie inférieur libérant un paquet d'énergie pour correspondre à l'énergie de l'écart entre les états respectifs. Par conséquent, l'émission stimulée peut être projetée en trois étapes principales; 1) L'entrée de l'onde incidente 2) L'électron dans un état excité se résume à un état excité inférieur ou à un état fondamental 3) La libération simultanée d'une onde d'énergie transportant de l'énergie qui correspond à l'écart d'énergie entre les deux états de transition avec la transmission de le faisceau incident. Le principe de l'émission stimulée est utilisé dans l'amplification de la lumière. Par exemple la technologie LASER.1) L'entrée de l'onde incidente 2) L'électron dans un état excité se réduit à un état excité inférieur ou à un état fondamental 3) La libération simultanée d'une onde d'énergie transportant de l'énergie qui correspond à l'écart d'énergie entre les deux états de transition avec la transmission le faisceau incident. Le principe de l'émission stimulée est utilisé dans l'amplification de la lumière. Par exemple la technologie LASER.1) L'entrée de l'onde incidente 2) L'électron dans un état excité se résume à un état excité inférieur ou à un état fondamental 3) La libération simultanée d'une onde d'énergie transportant de l'énergie qui correspond à l'écart d'énergie entre les deux états de transition avec la transmission de le faisceau incident. Le principe de l'émission stimulée est utilisé dans l'amplification de la lumière. Par exemple la technologie LASER.
Quelle est la différence entre l'émission spontanée et l'émission stimulée?
• L'émission spontanée ne nécessite pas de stimulus électromagnétique externe pour libérer de l'énergie, tandis que l'émission stimulée nécessite des stimuli électromagnétiques externes pour libérer de l'énergie.
• Pendant l'émission spontanée, une seule onde d'énergie est libérée, mais pendant l'émission stimulée, deux ondes d'énergie sont libérées.
• La probabilité qu'une émission stimulée se produise est plus élevée que la probabilité qu'une émission spontanée se produise car des stimuli électromagnétiques externes augmentent la probabilité d'atteindre l'état de transition dipolaire.
• En adaptant correctement les écarts d'énergie et les fréquences incidentes, l'émission stimulée peut être utilisée pour amplifier considérablement le faisceau de rayonnement incident; alors que cela n'est pas possible en cas d'émission spontanée.
