انتشار خود به خود در مقابل انتشار تحریک شده
گسیلبه گسیل انرژی در فوتون ها اشاره دارد که یک الکترون بین دو سطح انرژی مختلف در حال گذار است. مشخصاً، اتم‌ها، مولکول‌ها و سایر سیستم‌های کوانتومی از سطوح انرژی زیادی در اطراف هسته تشکیل شده‌اند. الکترون‌ها در این سطوح الکترونی قرار دارند و اغلب با جذب و گسیل انرژی از بین سطوح عبور می‌کنند. هنگامی که جذب صورت می گیرد، الکترون ها به یک حالت انرژی بالاتر به نام "حالت برانگیخته" حرکت می کنند و شکاف انرژی بین دو سطح برابر با مقدار انرژی جذب شده است. به همین ترتیب، الکترون‌ها در حالت‌های برانگیخته برای همیشه در آنجا ساکن نخواهند شد.بنابراین، آنها با انتشار مقدار انرژی که با شکاف انرژی بین دو حالت گذار مطابقت دارد، به حالت برانگیختگی پایین تر یا سطح زمین پایین می آیند. اعتقاد بر این است که این انرژی‌ها در کوانتوم‌ها یا بسته‌های انرژی گسسته جذب و آزاد می‌شوند.
گسیل خود به خود
این روشی است که در آن گسیل زمانی صورت می گیرد که یک الکترون از سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایین تر یا به حالت پایه تبدیل شود. جذب بیشتر از انتشار است زیرا سطح زمین به طور کلی جمعیت بیشتری نسبت به حالت های برانگیخته دارد. بنابراین، الکترون های بیشتری تمایل به جذب انرژی و تحریک خود دارند. اما پس از این فرآیند برانگیختگی، همانطور که در بالا ذکر شد، الکترون‌ها نمی‌توانند برای همیشه در حالت برانگیخته باشند زیرا هر سیستمی به جای قرار گرفتن در حالت ناپایدار با انرژی بالا، ترجیح می‌دهد در حالت پایدار انرژی پایین‌تر قرار بگیرد. بنابراین، الکترون های برانگیخته تمایل دارند انرژی خود را آزاد کرده و به سطح زمین بازگردند. در یک انتشار خود به خود، این فرآیند انتشار بدون حضور یک محرک خارجی / میدان مغناطیسی اتفاق می‌افتد. از این رو نام خود به خود.این صرفاً معیاری برای رساندن سیستم به وضعیت پایدارتر است.
هنگامی که گسیل خود به خودی رخ می دهد، با انتقال الکترون بین دو حالت انرژی، یک بسته انرژی برای مطابقت با شکاف انرژی بین دو حالت به صورت موج آزاد می شود. بنابراین، انتشار خود به خودی را می توان در دو مرحله اصلی پیش بینی کرد. 1) الکترون در حالت برانگیخته به حالت برانگیخته پایین تر یا حالت پایه می رسد. 2) انتشار همزمان موج انرژی حامل انرژی که با شکاف انرژی بین دو حالت گذار مطابقت دارد. فلورسانس و انرژی حرارتی از این طریق آزاد می شوند.
انتشار تحریک شده
این روش دیگری است که در آن گسیل زمانی صورت می گیرد که یک الکترون از سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایین تر یا به حالت پایه تبدیل شود. با این حال، همانطور که از نام آن پیداست، این زمان انتشار تحت تأثیر محرک های خارجی مانند یک میدان الکترومغناطیسی خارجی صورت می گیرد. هنگامی که یک الکترون از یک حالت انرژی به حالت دیگر حرکت می کند، این کار را از طریق یک حالت گذار انجام می دهد که دارای یک میدان دوقطبی است و مانند یک دوقطبی کوچک عمل می کند.بنابراین، هنگامی که تحت تأثیر یک میدان الکترومغناطیسی خارجی، احتمال ورود الکترون به حالت گذار افزایش می‌یابد.
این هم برای جذب و هم برای انتشار به طور یکسان صادق است. هنگامی که یک محرک الکترومغناطیسی مانند یک موج فرودی از سیستم عبور می‌کند، الکترون‌های سطح زمین می‌توانند به آسانی نوسان کنند و به حالت دوقطبی انتقال برسند که در آن انتقال به سطح انرژی بالاتر می‌تواند انجام شود. به همین ترتیب، هنگامی که یک موج فرودی از سیستم عبور می‌کند، الکترون‌هایی که از قبل در حالت برانگیخته و منتظر پایین آمدن هستند، می‌توانند به راحتی در پاسخ به موج الکترومغناطیسی خارجی وارد حالت دوقطبی انتقال شوند و انرژی اضافی خود را آزاد کنند تا به سطح برانگیخته‌تر پایین بیایند. حالت یا حالت پایه وقتی این اتفاق می‌افتد، از آنجایی که پرتو فرودی در این مورد جذب نمی‌شود، به دلیل انتقال الکترون به سطح انرژی پایین‌تر و آزاد کردن یک بسته انرژی برای مطابقت با انرژی، با کوانتوم انرژی تازه آزاد شده نیز از سیستم خارج می‌شود. شکاف بین ایالات مربوطهبنابراین، انتشار تحریک شده را می توان در سه مرحله اصلی پیش بینی کرد. 1) ورود به موج فرودی 2) الکترون در حالت برانگیخته به حالت برانگیختگی پایین تر یا حالت پایه پایین می آید 3) انتشار همزمان موج انرژی حامل انرژی که با شکاف انرژی بین دو حالت گذار و انتقال انرژی مطابقت دارد. پرتو حادثه اصل انتشار تحریک شده در تقویت نور استفاده می شود. به عنوان مثال. فناوری لیزر.
تفاوت بین انتشار خود به خود و انتشار تحریک شده چیست؟
• انتشار خود به خودی برای آزاد کردن انرژی به محرک الکترومغناطیسی خارجی نیاز ندارد، در حالی که انتشار تحریک شده برای آزاد کردن انرژی به محرک های الکترومغناطیسی خارجی نیاز دارد.
• در طول گسیل خود به خود، تنها یک موج انرژی آزاد می شود، اما در حین انتشار تحریک شده دو موج انرژی آزاد می شود.
• احتمال وقوع گسیل تحریک شده بیشتر از احتمال وقوع گسیل خود به خودی است زیرا محرک های الکترومغناطیسی خارجی احتمال رسیدن به حالت گذار دوقطبی را افزایش می دهند.
• با تطبیق مناسب شکاف های انرژی و فرکانس های تابشی، می توان از انتشار تحریک شده برای تقویت تا حد زیادی پرتو تشعشعی تابشی استفاده کرد. در حالی که وقتی انتشار خود به خودی اتفاق می افتد این امکان پذیر نیست.
