Sia l'emissione spontanea che quella stimolata comporta un atomo eccitato che rilascia un fotone e passa a uno stato di energia inferiore. La differenza chiave sta in ciò che innesca l'emissione:
Emissione spontanea:
* trigger: casuale e imprevedibile . L'atomo eccitato decade semplicemente da solo, rilasciando un fotone in una direzione casuale con una polarizzazione casuale.
* Output: incoerente e imprevedibile leggero.
* Esempio: Il bagliore di una lampadina o un oggetto riscaldato.
Emissione stimolata:
* trigger: La presenza di un fotone con la stessa energia della differenza di energia tra gli stati eccitati e di terra dell'atomo. Questo fotone interagisce con l'atomo eccitato, causando il rilascio di un fotone.
* Output: coerente e prevedibile Luce, dove il fotone emesso ha la stessa frequenza, fase, direzione e polarizzazione del fotone stimolante.
* Esempio: Laser, dove viene utilizzata l'emissione stimolata per amplificare la luce.
Ecco una tabella che riassume le differenze:
| Caratteristica | Emissione spontanea | Emissione stimolata |
| --- | --- | --- |
| Grilletto | Decadimento casuale di atomo eccitato | Interazione con un fotone in arrivo |
| Output | Incoerente, imprevedibile | Coerente, prevedibile |
| Direzione | Casuale | Come il fotone stimolante |
| Polarizzazione | Casuale | Come il fotone stimolante |
| Fase | Casuale | Come il fotone stimolante |
| Frequenza | Determinato dalla differenza energetica | Come il fotone stimolante |
In sostanza, l'emissione spontanea è come una lampadina, che emette casualmente la luce in tutte le direzioni. L'emissione stimolata è come un laser, emettendo un raggio di luce focalizzato in una direzione specifica.
Importanza dell'emissione stimolata:
L'emissione stimolata è cruciale per il funzionamento dei laser. Creando un'inversione di popolazione (più atomi nello stato eccitato che nello stato fondamentale) e fornendo un fotone stimolante, possiamo amplificare la luce attraverso l'emissione stimolata. Ciò si traduce in un raggio di luce altamente focalizzato e coerente con una lunghezza d'onda specifica.
In sintesi:
* L'emissione spontanea è un processo naturale di decadimento degli atomi eccitati.
* L'emissione stimolata è un processo che può amplificare la luce innescando atomi eccitati per emettere fotoni.
* L'emissione stimolata è la base per la tecnologia laser.
