• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Emisja wymuszona

    Przeczytaj także...
    Cząsteczka (molekuła) – neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów utrzymywanych razem kowalencyjnym wiązaniem chemicznym. Cząsteczki różnią się od cząstek (np. jonów) brakiem ładunku elektrycznego. Jednakże, w fizyce kwantowej, chemii organicznej i biochemii pojęcie cząsteczka jest zwyczajowo używane do określania jonów wieloatomowych.Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.
    Emisja spontaniczna zachodzi wtedy, gdy elektrony znajdujące się na poziomach wzbudzonych w sposób spontaniczny wracają na niższe poziomy energetyczne, emitując przy tym fotony.
    Schematyczne przedstawienie emisji wymuszonej:
    A – atom w stanie wzbudzonym (elektron na poziomie o energii E2) oraz foton inicjujący
    B – atom w momencie pobudzenia przez foton (hν)
    C – atom i fotony po emisji wymuszonej

    W optyce emisja wymuszona (stymulowana, indukowana) – proces emisji fotonów przez materię w wyniku oddziaływania z fotonem inicjującym. Warunkiem do tego, aby emisja wymuszona nastąpiła, jest równość energii fotonu z energią wzbudzenia atomu. Foton inicjujący emisję nie jest pochłaniany przez materię – pełni tylko rolę wyzwalającą proces. Foton emitowany przez atom ma częstotliwość (a więc również energię), fazę i polaryzację taką samą jak foton wywołujący emisję. Kierunek ruchu obu fotonów również jest ten sam. Światło złożone z takich identycznych fotonów nazywa się światłem spójnym. Zjawisko to jest podstawą działania laserów.

    Absorpcja – w optyce proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję. Natężenie światła wiązki przechodzącej przez substancję ulega zmniejszeniu nie tylko w wyniku absorpcji, lecz również na skutek rozpraszania światła. O ile jednak promieniowanie rozproszone opuszcza ciało, to część zaabsorbowana zanika powodując wzrost energii wewnętrznej tego ciała.Emisja promieniowania to wysyłanie przez wzbudzony układ fizyczny (np. atom, jądro atomowe, ciało makroskopowe) energii w postaci promieniowania zarówno fal (np. światła, fal radiowych, dźwięku), jak i korpuskularnego (np. elektronów, cząstek α, fotonów).

    Emisja wymuszona została przewidziana przez Alberta Einsteina, który zauważył, że bez występowania tego zjawiska nie mogłoby dojść do równowagi między pochłanianiem i emisją promieniowania. Rozumował on następująco:

    Oddziaływanie atomu z fotonem wywołuje pochłonięcie fotonu z prawdopodobieństwem zależnym tylko od natężenia oświetlenia, czyli ilości fotonów. Emisja natomiast jest spontaniczna, a jej prawdopodobieństwo zależne wyłącznie od średniego czasu życia stanu wzbudzonego (wielkości charakteryzującej wzbudzony poziom energetyczny). Gdyby miały miejsce tylko te dwa procesy – pochłaniania i emisji spontanicznej, wówczas w krótkim czasie wszystkie atomy zostałyby wzbudzone i promieniowanie nie byłoby już pochłaniane i emitowane. Doświadczenie wskazuje, że jest inaczej – wytwarza się stan równowagi pomiędzy absorpcją i emisją promieniowania. To oznacza, że musi istnieć dodatkowy mechanizm emisji, przy czym ilość emitowanych fotonów musi zależeć od ilości fotonów padających. Tym mechanizmem jest właśnie emisja wymuszona.

    Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος, nazwa stworzona przez Gilberta N. Lewisa) jest cząstką elementarną, nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy, są równocześnie falą elektromagnetyczną.Częstotliwość (częstość) – wielkość fizyczna określająca liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.

    Emisja wymuszona jest zjawiskiem odwrotnym do pochłaniania fotonów przez atomy (cząsteczki). Prawdopodobieństwo pochłonięcia fotonu przez atom w stanie podstawowym jest takie samo jak prawdopodobieństwo emisji wymuszonej atomu wzbudzonego, dlatego o wielkości emisji/pochłaniania ośrodka decyduje różnica liczby atomów w stanie wzbudzonym i podstawowym.

    Wiedza i Życie” – jeden z najstarszych polskich miesięczników popularnonaukowych, wydawany od 1910 (regularnie od 1926) roku, z wyjątkiem II wojny światowej (1939-1945) i stanu wojennego (1981-1983). W latach 1945-1948 wydawany był przez Towarzystwo Uniwersytetu Robotniczego. Po 1989 roku ukazywał się nakładem spółdzielni dziennikarzy Wiedza i Życie (wydawali także gazetę Życie Codzienne oraz książki popularnonaukowe), następnie tytuł został odsprzedany wydawnictwu Prószyński i S-ka. Od czerwca 2002 roku wydawany przez spółkę Agora. W grudniu 2004 tytuł został odkupiony przez wydawnictwo Prószyński Media.Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy.

    Bibliografia[]

  • Jarosław Chrostowski. Era posłusznych fotonów. „Wiedza i Życie”, s. 24-30, czerwiec 2010. Warszawa: Prószyński Media. ISSN 0137-8929. 
  • Zobacz też[]

  • Emisja spontaniczna
  • Absorpcja
  • Relaksacja bezpromienista
  • Widmo emisyjne
  • Pompowanie optyczne



  • w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Faza – w fizyce wielkość bezwymiarowa opisująca procesy okresowe, przedstawiająca, w której części okresu znajduje się ciało (zjawisko).
    Prawdopodobieństwo – ogólne określenie jednego z wielu pojęć służących modelowaniu doświadczenia losowego poprzez przypisanie poszczególnym zdarzeniom losowym liczb, zwykle z przedziału jednostkowego (w zastosowaniach często wyrażanych procentowo), wskazujących szanse ich zajścia. W rozumieniu potocznym wyraz „prawdopodobieństwo” odnosi się do oczekiwania względem rezultatu zdarzenia, którego wynik nie jest znany (niezależnie od tego, czy jest ono w jakimś sensie zdeterminowane, miało miejsce w przeszłości, czy dopiero się wydarzy); w ogólności należy je rozumieć jako pewną miarę nieprzewidywalności.
    Materia – w potocznym znaczeniu: ogół obiektywnie istniejących przedmiotów fizycznych, poznawalnych zmysłami. W fizyce termin "materia" ma kilka znaczeń.
    Pompowanie optyczne - wzbudzanie atomów metodami optycznymi do określonego stanu, co osiąga się dobierając odpowiednio warunki wzbudzenia (oświetlenie, polaryzacja). Jeśli wskutek absorpcji światła liczba atomów osiągających dany stan w jednostce czasu jest większa od odwrotności średniego czasu życia (tj. całkowita liczba atomów w danym stanie) rośnie. Dzięki zastosowaniu pola magnetycznego i spolaryzowanego światła wzbudzającego można za pomocą pompowania optycznego uzyskać częściowe uporządkowanie (tj. ustawienie równoległe) wektorów atomowych momentów magnetycznych. Czyni to metodę pompowania optycznego cennym narzędziem w badaniach fizyki atomowej i jądrowej. Zwiększenie obsadzenia wybranego stanu drogą pompowania optycznego jest podstawą działania lasera. Metodę pompowania optycznego zaproponował fizyk francuski Alfred Kastler; dostał za to w 1966 roku nagrodę Nobla.
    Optyka to dział fizyki, zajmujący się badaniem natury światła, prawami opisującymi jego emisję, rozchodzenie się, oddziaływanie z materią oraz pochłanianie przez materię. Optyka wypracowała specyficzne metody pierwotnie przeznaczone do badania światła widzialnego, stosowane obecnie także do badania rozchodzenia się innych zakresów promieniowania elektromagnetycznego - podczerwieni i ultrafioletu - zwane światłem niewidzialnym.
    Ruch w fizyce – zmiana położenia ciała odbywająca się w czasie względem określonego układu odniesienia uznanego za nieruchomy.
    Poziom energetyczny - energia stanu dostępnego dla cząstki. Poziom może być zdegenerowany, jeśli dana wartość energii cechuje więcej niż jeden stan kwantowy.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.042 sek.