Hvad er en ophidset tilstand?
I fysik siges et system at være i en ophidset tilstand, hvis det er på et højere energiniveau end dets baseline energiniveau eller jordtilstand. "Systemet" kan være et atom, molekyle, ion eller anden partikel. Når systemet absorberer energi, overgår det til en ophidset tilstand, og når det udsender energi, vender det tilbage til en jordtilstand. Elektroner i et atom findes for eksempel i deres jordtilstand, indtil de absorberer energi, der får dem til at hoppe til en højere energi -orbital. Når dette sker, vil elektronet derefter siges at være i en ophidset tilstand.
Elektroner, som negativt ladede partikler, holdes til de positivt ladede protoner i kernen i et atom gennem elektromagnetisk kraft. De omgiver kernen i en række atomiske orbitaler, som hver svarer til et diskret energiniveau. Hver bane omkring atomkernen, konceptualiseret som en elektronskal, kan kun indeholde et vist antal elektroner. De laveste energiniveauer har en tendens til at blive fyldt først. Når en givenShell er fyldt, en højere energitilstand vil begynde at blive befolket.
Det er muligt for et elektron at hoppe til et højere energiniveau, før dette niveau er befolket, men dette kræver energi uden for systemet. Denne energi kan komme i form af en foton, den grundlæggende lysenhed og anden elektromagnetisk stråling. Når en foton rammer atomet, fremdriver energien elektronet til et højere energiniveau.
Et elektron kræver mere energi for at hoppe fra det første energiniveau til det andet end fra det andet til den tredje. Dette skyldes, at den attraktive kraft i kernenes elektriske felt er stærkest tæt på kernen og falder med afstand. Elektroner ved selve frynsen af det elektriske felt, langt fra kernen, kan være begejstret til det punkt at bryde fri for atomet helt. Når dette sker, mister atomet den enhed med negativ ladning og bliver ioniseret -Med andre ord er det ikke længere neutralt ladet, men bliver i stedet en positivt ladet ion.
Den ophidsede tilstand er ofte kort. Efter at have hoppet til et højere energiniveau, udsender et elektron normalt en foton eller fonon - en enhed af lys eller varme - for at vende tilbage til dens jordtilstand. Dette kan ske naturligt gennem spontan emission eller kunstigt gennem stimuleret emission. I sjældne tilfælde bevares den ophidsede tilstand længere i et atom, der ændrer dets kemiske egenskaber.
Mange lysproducerende enheder er designet til at begejstre elektroner til at generere fotoner gennem spontan eller stimuleret emission. Lasere fungerer for eksempel gennem den stimulerede emission. Fluorescerende rør og katodestråle -rør bruger spontan emission til at producere lys.