Emissione spontanea è il processo fondamentale di generazione della luce. Ecco come funziona:
* stato eccitato: Un atomo o una molecola assorbe l'energia, causando il salto di un elettrone a un livello di energia più elevato.
* Transizione: L'elettrone eccitato è instabile e naturalmente vuole tornare allo stato fondamentale (livello di energia inferiore).
* Emissione di fotoni: Per fare ciò, l'elettrone rilascia l'energia assorbita come fotone di luce. Ciò accade in modo casuale e la direzione e la fase del fotone sono imprevedibili.
Emissione stimolata è un meccanismo diverso in cui l'emissione della luce è influenzata dalla luce esistente.
* Interazione di fotoni: Un fotone con la stessa energia della differenza energetica tra lo stato eccitato e lo stato fondamentale interagisce con l'atomo eccitato.
* Transizione forzata: Questa interazione costringe l'elettrone eccitato a tornare allo stato fondamentale, emettendo un secondo fotone.
* Photon identico: Il fotone emesso è identico al fotone interagente in termini di frequenza, fase e direzione.
Ecco una tabella che riassume le differenze chiave:
| Caratteristica | Emissione spontanea | Emissione stimolata |
| --- | --- | --- |
| Causa: | Transizione naturale di un elettrone eccitato | Interazione con un fotone della stessa energia |
| Direzione leggera: | Casuale | Come il fotone interagente |
| Fase di luce: | Casuale | Come il fotone interagente |
| Frequenza della luce: | Specifico per la differenza energetica tra gli stati eccitati e di terra | Come il fotone interagente |
| Efficienza: | Basso | Alto |
| Applicazioni: | Lam lampadine a incandescenza, LED | Laser, Masers |
in termini semplici:
* Emissione spontanea è come una visualizzazione dei fuochi d'artificio casuale, in cui ogni esplosione emette luce in una direzione e colore diversi.
* Emissione stimolata è come una visualizzazione dei fuochi d'artificio sincronizzata, in cui tutti i fuochi d'artificio esplodono allo stesso tempo, creando un raggio di luce forte e coerente.
la potenza dell'emissione stimolata:
L'emissione stimolata è il fondamento di laser e maser. Fornendo un flusso costante di fotoni (spesso attraverso una cavità ottica), possiamo amplificare l'emissione della luce attraverso l'emissione stimolata, risultando in un raggio altamente mirato e coerente.
Al contrario, l'emissione spontanea è la base per lampadine e LED, in cui la luce viene generata in modo casuale e non così focalizzata su intensità o direttamente.
