Τι είναι μια ενθουσιασμένη κατάσταση;

Στη φυσική, ένα σύστημα λέγεται ότι βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση εάν βρίσκεται σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας από το βασικό επίπεδο ενέργειας ή την κατάσταση εδάφους.Το "σύστημα" μπορεί να είναι ένα άτομο, μόριο, ιόν ή άλλο σωματίδιο.Όταν το σύστημα απορροφά την ενέργεια, μεταβαίνει σε μια διεγερμένη κατάσταση και όταν εκπέμπει ενέργεια, επανέρχεται σε κατάσταση εδάφους.Τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο, για παράδειγμα, υπάρχουν στην κατάσταση του εδάφους τους μέχρι να απορροφήσουν την ενέργεια που τους αναγκάζει να πηδούν σε υψηλότερη ενέργεια ενέργειας.Όταν συμβεί αυτό, το ηλεκτρόνιο θα ειπωθεί ότι βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση. Τα ηλεκτρόνια, ως αρνητικά φορτισμένα σωματίδια, διατηρούνται στα θετικά φορτισμένα πρωτόνια στον πυρήνα ενός ατόμου μέσω ηλεκτρομαγνητικής δύναμης.Περιβάλλουν τον πυρήνα σε μια σειρά ατομικών τροχιακών, καθένα από τα οποία αντιστοιχεί σε ένα διακριτό επίπεδο ενέργειας.Κάθε τροχιά γύρω από τον ατομικό πυρήνα, που θεωρείται ως κέλυφος ηλεκτρονίων, μπορεί να κρατήσει μόνο ένα ορισμένο αριθμό ηλεκτρονίων.Τα χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας τείνουν να συμπληρωθούν πρώτα.Όταν γεμίζει ένα δεδομένο κέλυφος, μια υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση θα αρχίσει να συμπληρωθεί.

Είναι δυνατό για ένα ηλεκτρόνιο να μεταβεί σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας πριν από αυτό το επίπεδο είναι συμπληρωμένο, αλλά αυτό απαιτεί ενέργεια εκτός του συστήματος.Αυτή η ενέργεια μπορεί να έρθει με τη μορφή φωτονίου, τη βασική μονάδα φωτός και άλλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.Όταν ένα φωτόνιο χτυπά το άτομο, η ενέργεια ωθεί το ηλεκτρόνιο σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.

Ένα ηλεκτρόνιο απαιτεί περισσότερη ενέργεια για να πηδήσει από το πρώτο επίπεδο ενέργειας στο δεύτερο από το δεύτερο στο τρίτο.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ελκυστική δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου του πυρήνα είναι ισχυρότερη κοντά στον πυρήνα και μειώνεται με απόσταση.Τα ηλεκτρόνια στο πολύ περιθώριο του ηλεκτρικού πεδίου, μακριά από τον πυρήνα, μπορούν να ενθουσιαστούν μέχρι το σημείο να απομακρυνθούν εξ ολοκλήρου από το άτομο.Όταν συμβεί αυτό, το άτομο χάνει αυτή τη μονάδα αρνητικού φορτίου και γίνεται ιονισμένο mdash;Με άλλα λόγια, δεν είναι πλέον ουδέτερα φορτισμένο, αλλά αντ 'αυτού γίνεται ένα θετικά φορτισμένο ιόν.

Η διεγερμένη κατάσταση είναι συχνά σύντομη.Αφού πηδούν σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας, ένα ηλεκτρόνιο συνήθως εκπέμπει φωτόνιο ή φωνητικό mdash.μια μονάδα φωτός ή θερμότητας mdash;να επιστρέψει στην κατάσταση του εδάφους.Αυτό μπορεί να συμβεί φυσικά, μέσω αυθόρμητης εκπομπής, ή τεχνητά, μέσω διεγερμένων εκπομπών.Σε σπάνιες περιπτώσεις, η διεγερμένη κατάσταση διατηρείται για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα σε ένα άτομο, τροποποιώντας τις χημικές του ιδιότητες.

Πολλές συσκευές παραγωγής φωτός έχουν σχεδιαστεί για να διεγείρουν ηλεκτρόνια για να παράγουν φωτόνια μέσω αυθόρμητων ή διεγερμένων εκπομπών.Τα λέιζερ, για παράδειγμα, λειτουργούν μέσω της διεγερμένης εκπομπής.Οι σωλήνες φθορισμού και οι σωλήνες ακτίνων καθόδου χρησιμοποιούν αυθόρμητες εκπομπές για να παράγουν φως.