自発的放射と刺激放出:2つの方法が放出される
自然発光と刺激された放射の両方は、励起された原子または分子による光(光子)の放出を含む量子力学の基本的なプロセスです。これが彼らの重要な違いの内訳です:
自発放出:
* メカニズム: 励起された原子または分子が自発的に低いエネルギー状態になり、光子が放出されます。これは、外部の影響なしにランダムに発生します。
* 特性:
* ランダム方向: 放出された光子は任意の方向に移動できます。
* インコヒーレント: 放出された光子には、幅広い周波数と相があります。
* 連続プロセス: 自然発光は、外部光がなくても、励起された原子のある材料で絶えず発生します。
刺激放出:
* メカニズム: 適切なエネルギーを備えた入っている光子は、励起された原子または分子と相互作用し、それをトリガーして別の光子を放出します。放出された光子は、刺激光子と同じエネルギー、方向、および位相を持っています。
* 特性:
* 方向: 放出された光子は、刺激光子と同じ方向に移動します。
* コヒーレント: 放出された光子は、刺激光子と同じ周波数と位相を持っています。
* トリガープロセス: 刺激放出は、入ってくる光子の存在下でのみ発生します。
視覚アナロジー:
丘の上の人々のグループを想像してください。
* 自発放出: 人々はランダムに丘を登ることに決め、それぞれが自分のルートをとっています。
* 刺激放出: 誰かが「行きましょう!」と叫ぶそして、誰もが叫んだ人に続いて、同じ方向に丘を駆け下ります。
キーアプリケーション:
* 自発放出: 光が加熱されたフィラメントによってランダムに放出される電球のような日常のオブジェクトで使用されます。
* 刺激放出: 刺激された放射が光のコヒーレントビームを増幅するレーザーの基礎。
要約:
自発的および刺激された放射の両方に光子の放出が含まれますが、重要な違いは外部の影響の存在または不在にあります。自然発光はランダムなプロセスであり、刺激された放射は入ってくる光子によってトリガーされ、コヒーレントと方向性の光が生じます。この違いは、さまざまな技術、特にレーザーと発光ダイオード(LED)に大きな影響を与えます。