Co to jest stan podekscytowany?

W fizyce mówi się, że system jest w stanie wzbudzonym, jeśli jest na wyższym poziomie energii niż poziom wyjściowy poziom energii lub stan podstawowy.„System” może być atomem, cząsteczką, jonem lub inną cząsteczką.Kiedy system pochłania energię, przechodzi w stan wzbudzony, a gdy emituje energię, powraca do stanu podstawowego.Na przykład elektrony w atomie istnieją w ich stanie podstawowym, dopóki nie pochłaniają energii, która powoduje, że przeskakują na orbitalę o wyższej energii.Gdy tak się stanie, elektron byłby wówczas w stanie wzbudzonym.

Elektrony, jako ujemnie naładowane cząstki, są trzymane na dodatnio naładowanych protonach w jądrze atomu przez siłę elektromagnetyczną.Otaczają jądro w wielu orbitalach atomowych, z których każdy odpowiada dyskretnym poziomowi energii.Każda orbita wokół jądra atomowego, konceptualizowana jako powłoka elektronowa, może pomieścić tylko pewną liczbę elektronów.Najniższe poziomy energii są najpierw wypełniane.Po wypełnieniu danej powłoki zacznie się zapełniać wyższy stan.Energia ta może pochodzić w postaci fotonu, podstawowej jednostki światła i innego promieniowania elektromagnetycznego.Kiedy foton uderza atom, energia napędza elektron do wyższego poziomu energii.

Elektron wymaga więcej energii, aby przeskakiwać z pierwszego poziomu energii do drugiego niż od drugiego do trzeciego.Wynika to z faktu, że przyciągająca siła pola elektrycznego jądra jest najsilniejsza w pobliżu jądra i maleje wraz z odległością.Elektrony na samym obszarze pola elektrycznego, z dala od jądra, mogą być podniecone do punktu, by całkowicie uwolnić się od atomu.Kiedy tak się dzieje, atom traci jednostkę ładunku ujemnego i zostaje jonizowany mdash;Innymi słowy, nie jest już naładowany neutralnie, ale staje się dodatnio naładowanym jonem.

Stan wzbudzony jest często krótki.Po przejściu na wyższy poziom energii elektron zwykle emituje foton lub fonon mdash;jednostka światła lub ciepła mdash;powrócić do stanu podstawowego.Może się to zdarzyć naturalnie, poprzez spontaniczną emisję lub sztucznie poprzez stymulowaną emisję.W rzadkich przypadkach stan wzbudzony jest konserwowany dłużej w atomie, modyfikując jego właściwości chemiczne.

Wiele urządzeń wytwarzających światło jest zaprojektowanych w celu podniecenia elektronów w celu generowania fotonów poprzez spontaniczną lub stymulowaną emisję.Na przykład lasery działają poprzez stymulowaną emisję.Rurki fluorescencyjne i rurki promieniowe katody wykorzystują spontaniczną emisję do wytworzenia światła.