Emisja spontaniczna – Wikipedia, wolna encyklopedia
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/88/Emisia_fotonu.svg/350px-Emisia_fotonu.svg.png)
B – emisja fotonu (hν)
C – atom w niskim stanie energii (elektron na poziomie E1<E2)
Emisja spontaniczna – emisja fotonów przez atom, cząsteczkę, ciecz, ciało stałe, plazmę, znajdujące się w indywidualnym stanie wzbudzonym lub kolektywnym stanie wzbudzonym (np. kondensat Bosego-Einsteina), zachodząca w sposób samorzutny, której towarzyszy przejście atomu / cząsteczki / cieczy / ciała stałego do niższego poziomu energetycznego; wiąże się z przejściami elektronów do niższych stanów orbitalnych w atomach / cząsteczkach, zmianą stanów spinowych elektronów w atomach / cząsteczkach / ciałach stałych czy też dotyczy przejść cząsteczek do niższych stanów rotacyjnych lub oscylacyjnych.
Zjawisko to odpowiada np. za świecenie rozgrzanych gazów, cieczy i ciał stałych, plazmy (gwiazdy, zorza polarna), świecenie urządzeń technicznych (żarówki, świetlówki, diody LED, itd).
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/81/CF3I_spectrum2.png/347px-CF3I_spectrum2.png)
Liczba przejść spontanicznych ze stanu wzbudzonego do niższego stanu energetycznego w krótkim przedziale czasu zależy proporcjonalnie od aktualnej liczby cząstek w stanie wzbudzonym, tj.
przy czym współczynnik proporcjonalności jest stałą liczbą, specyficzną dla danego przejścia w atomie / cząsteczce i nosi nazwę współczynnika emisji (stała wprowadzona przez Einsteina). Różnica między liczbą liczba atomów / cząsteczek na końcu czasu i na jego początku jest liczbą ujemną (), stąd prawo emisji spontanicznej ma postać:
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6a/CuO2-plane_in_high_Tc_superconductor.png/342px-CuO2-plane_in_high_Tc_superconductor.png)
gdzie:
- - współczynniki emisji przy przejściu z poziomu wzbudzonego 2 do poziomu 1.
Prawo zaniku stanów wzbudzonych w emisji spontanicznej
[edytuj | edytuj kod]Jeśli w układzie wielu atomów / cząsteczek w stanie wzbudzonym nie następują nowe wzbudzenia, to liczba atomów / cząsteczek pozostających w stanie wzbudzenia maleje z czasem wg wzoru:
gdzie:
- - początkowa liczba wzbudzonych atomów, w chwili
Współczynniki emisji jest związany z średnim czasem życia poziomu wzbudzonego i czasem połowicznego rozpadu poziomu wzbudzonego związkami:
przy czym przez czas połowicznego rozpadu rozumie się tu czas, po którym zostanie połowa atomów / cząsteczek w stanie wzbudzonym z początkowej liczby
Zjawisko zaniku stanów wzbudzonych opisane jest równaniem takim samym np. jak zjawisko rozpadu promieniotwórczego jąder atomowych, przy czym pojęcia czasu życia jąder atomowych i czasu połowicznego rozpadu jader ściśle odpowiadają pojęciom czasu życia poziomów wzbudzonych i czasu połowicznego zaniku stanów wzbudzonych.
Inne sposoby emisji promieniowania
[edytuj | edytuj kod]- emisja wymuszona
- promieniowanie elektromagnetyczne cząstek obdarzonych ładunkiem podczas hamowania, przyspieszania, zmiany kierunku ruchu np. promieniowanie cyklotronowe, promieniowanie synchrotronowe, promieniowanie Czerenkowa.
Zobacz też
[edytuj | edytuj kod]Bibliografia
[edytuj | edytuj kod]- David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker Podstawy fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2013.
- Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu, Frank Laloe, Quantum Mechanics 1, Wiley J., 2006, ISBN 978-0471569527.
- Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu, Frank Laloe, Quantum Mechanics 2, Wiley J., 2006, ISBN 978-0471569527.