Ground State vs Excited State
حالت زمین و حالت برانگیخته دو حالت اتم هستند که در ساختار اتمی مورد بحث قرار می گیرند. مفاهیم حالت پایه و حالت خروجی در زمینه هایی مانند نجوم، مکانیک کوانتومی، تجزیه و تحلیل شیمیایی، طیف سنجی و حتی علوم پزشکی استفاده می شود. برای برتری در چنین زمینه‌هایی، داشتن درک روشنی از وضعیت پایه و حالت هیجان‌انگیز حیاتی است. در این مقاله قصد داریم به این موضوع بپردازیم که حالت برانگیخته و حالت پایه چیست، شباهت های آنها، کاربردهای حالت پایه و حالت برانگیخته و در نهایت تفاوت بین حالت برانگیخته و حالت پایه.
حالت زمینی
برای درک حالت پایه، ابتدا باید ساختار اتمی را درک کرد. ساده ترین اتم اتم هیدروژن است. این شامل یک پروتون منفرد به عنوان هسته و یک الکترون منفرد است که به دور هسته می چرخد. مدل کلاسیک اتم، هسته و الکترون هایی است که در مسیرهای دایره ای به دور آن می چرخند. مدل کلاسیک برای توصیف حالت پایه و حالت برانگیخته اتم ها به اندازه کافی کامل است، اما برخی مفاهیم مکانیک کوانتومی مورد نیاز است. حالت پایه یک سیستم مکانیکی کوانتومی به عنوان حالت پایه سیستم شناخته می شود. تابع موج یک موج کوانتومی یک بعدی نصف طول موج سینوسی است. زمانی گفته می شود که یک سیستم حالت پایه خود را به دست آورده است که سیستم در صفر مطلق باشد.
حالت هیجان زده
حالت برانگیخته یک اتم یا هر سیستم دیگری نیز بر اساس ساختار سیستم است. اجازه دهید نگاهی عمیق تر به ساختار اتمی داشته باشیم تا این را بفهمیم.اتم متشکل از هسته و الکترون هایی است که به دور آن می چرخند. فاصله از هسته به سرعت زاویه ای الکترون بستگی دارد. سرعت زاویه ای به انرژی الکترون بستگی دارد. تفسیر مکانیکی کوانتومی این سیستم می گوید که الکترون نمی تواند هیچ مقداری را به عنوان انرژی بگیرد. مقدار انرژی که الکترون می تواند داشته باشد گسسته است. بنابراین، الکترون نمی تواند در هیچ فاصله ای از هسته قرار گیرد. تابع فاصله ای که الکترون در آن قرار دارد نیز گسسته است. وقتی به یک الکترون انرژی داده می شود، به طوری که انرژی فوتون دقیقاً همان شکاف انرژی بین انرژی فعلی سیستم و انرژی بالاتری است که سیستم می تواند به دست آورد، الکترون فوتون را جذب می کند. این الکترون به حالت انرژی بالاتر می رود. هر سطح انرژی بالاتر از انرژی حالت پایه به عنوان سطوح برانگیخته شناخته می شود. الکترون هایی که در چنین سطوحی به دور خود می چرخند به عنوان الکترون های برانگیخته شناخته می شوند. همانطور که در بالا ذکر شد، حالت برانگیخته الکترون نمی تواند هیچ مقدار دلخواه بگیرد.فقط می تواند مقادیر مکانیکی کوانتومی خاصی را بگیرد.
تفاوت بین حالت پایه و حالت برانگیخته چیست؟
• حالت زمین پایین ترین حالت انرژی یک سیستم است در حالی که حالت برانگیخته هر حالت انرژی بالاتر از حالت پایه است.
• تنها یک انرژی حالت پایه برای یک سیستم وجود دارد، اما می تواند بسیاری از حالت های برانگیخته در هر سیستم وجود داشته باشد.
