مستويات الطاقة والانبعاث التلقائي

مستويات الطاقة

• لكل ذرة مستوى طاقة أدنى يسمى المستوى الأرضي (Ground State) وطاقته E₁، وهو الذي توجد فيه الذرة في حالتها العادية.
• المستويات التي تليه E₂ وE₃ … تسمى مستويات الإثارة، والذرة الموجودة في أحدها ذرة مثارة.

الإثارة

• إذا قذفنا ذرة في حالتها العادية بفوتون طاقته تساوي (E₂ − E₁) تمتص هذه الطاقة وتنتقل إلى مستوى الإثارة E₂.
• تسمى العملية إثارة الذرة.

الانبعاث التلقائي

• تتخلص الذرة المثارة من طاقة الإثارة بعد فترة وجيزة جدًا (نحو 10⁻⁸ s) تسمى فترة العمر (Lifetime)، بإشعاعها على شكل فوتون، وتعود إلى حالتها العادية.
• يسمى هذا الانبعاث التلقائي (Spontaneous Emission)، وهو الانبعاث السائد في مصادر الضوء العادية.
• يكون للفوتون المنبعث تردد يناسب فرق الطاقة، أما اتجاهه وطوره فعشوائيان.
• الانبعاث التلقائي: انطلاق إشعاع من الذرة المثارة عند انتقالها من مستوى أعلى إلى أقل بعد انتهاء فترة العمر، تلقائيًا ودون تدخل خارجي.