รัฐตื่นเต้นคืออะไร?

ในวิชาฟิสิกส์ระบบจะถูกกล่าวว่าอยู่ในสถานะที่ตื่นเต้นหากอยู่ในระดับพลังงานที่สูงกว่าระดับพลังงานพื้นฐานหรือสถานะพื้นดิน“ ระบบ” อาจเป็นอะตอมโมเลกุลไอออนหรืออนุภาคอื่น ๆเมื่อระบบดูดซับพลังงานมันจะเปลี่ยนไปสู่สถานะที่ตื่นเต้นและเมื่อมันปล่อยพลังงานมันจะเปลี่ยนเป็นสถานะพื้นดินยกตัวอย่างเช่นอิเล็กตรอนในอะตอมมีอยู่ที่สถานะพื้นดินของพวกเขาจนกว่าพวกเขาจะดูดซับพลังงานที่ทำให้พวกเขากระโดดไปสู่การโคจรของพลังงานที่สูงขึ้นเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นอิเล็กตรอนจะถูกกล่าวว่าอยู่ในสถานะตื่นเต้น

อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่มีประจุลบจะถูกจัดขึ้นกับโปรตอนที่มีประจุบวกในนิวเคลียสของอะตอมผ่านแรงแม่เหล็กไฟฟ้าพวกมันล้อมรอบนิวเคลียสในวงโคจรอะตอมจำนวนหนึ่งซึ่งแต่ละอันสอดคล้องกับระดับพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องวงโคจรแต่ละรอบนิวเคลียสอะตอมซึ่งคิดว่าเป็นเปลือกอิเล็กตรอนสามารถเก็บอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งได้เท่านั้นระดับพลังงานต่ำสุดมีแนวโน้มที่จะเติมก่อนเมื่อมีการเติมเปลือกที่กำหนดสถานะพลังงานที่สูงขึ้นจะเริ่มมีประชากร

เป็นไปได้ที่อิเล็กตรอนจะข้ามไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้นก่อนที่ระดับนั้นจะมีประชากร แต่ต้องใช้พลังงานจากภายนอกระบบพลังงานนี้อาจมาในรูปของโฟตอนหน่วยพื้นฐานของแสงและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆเมื่อโฟตอนโจมตีอะตอมพลังงานจะขับเคลื่อนอิเล็กตรอนให้อยู่ในระดับพลังงานที่สูงขึ้น

อิเล็กตรอนต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการกระโดดจากระดับพลังงานแรกเป็นครั้งที่สองมากกว่าที่สองถึงสามนี่เป็นเพราะแรงที่น่าสนใจของสนามไฟฟ้าของนิวเคลียสนั้นแข็งแกร่งที่สุดใกล้กับนิวเคลียสและลดลงตามระยะทางอิเล็กตรอนที่ขอบสนามไฟฟ้าห่างไกลจากนิวเคลียสสามารถตื่นเต้นได้จนถึงจุดที่หลุดพ้นจากอะตอมทั้งหมดเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นอะตอมจะสูญเสียประจุลบและกลายเป็นไอออน mdash;กล่าวอีกนัยหนึ่งมันไม่ได้ถูกชาร์จอย่างเป็นกลางอีกต่อไป แต่กลับกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก

สถานะที่ตื่นเต้นมักจะสั้นหลังจากกระโดดไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้นอิเล็กตรอนมักจะปล่อยโฟตอนหรือ Phonon mdash;หน่วยของแสงหรือความร้อน mdash;เพื่อกลับสู่สถานะพื้นดินสิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติผ่านการปล่อยก๊าซเรือนกระจกหรือเทียมผ่านการปล่อยมลพิษในกรณีที่หายากสถานะที่ตื่นเต้นจะถูกเก็บรักษาไว้นานกว่าในอะตอมปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมี

อุปกรณ์ที่ผลิตแสงจำนวนมากได้รับการออกแบบมาเพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอนเพื่อสร้างโฟตอนผ่านการปล่อยก๊าซที่เกิดขึ้นเองหรือถูกกระตุ้นตัวอย่างเช่นเลเซอร์ทำหน้าที่ผ่านการปล่อยมลพิษหลอดฟลูออเรสเซนต์และหลอดเรย์แคโทดใช้การปล่อยออกมาเองเพื่อผลิตแสง