Was ist ein aufgeregter Zustand?
In der Physik soll ein System in einem angeregten Zustand sein, wenn es sich auf einem höheren Energieniveau als seines Baseline -Energiespiegels oder des Grundzustands befindet. Das „System“ kann ein Atom, ein Molekül, ein Ion oder ein anderes Teilchen sein. Wenn das System Energie absorbiert, wechselt es in einen angeregten Zustand, und wenn es Energie emittiert, kehrt es in einen Grundzustand zurück. Elektronen in einem Atom existieren beispielsweise in ihrem Grundzustand, bis sie Energie absorbieren, die dazu führt, dass sie zu einem Umlauf mit höherer Energie springen. In diesem Fall würde sich das Elektron in einem angeregten Zustand befinden. Sie umgeben den Kern in einer Reihe von Atomorbitalen, von denen jeder einem diskreten Energieniveau entspricht. Jede Umlaufbahn um den Atomkern, der als Elektronenhülle konzipiert ist, kann nur eine bestimmte Anzahl von Elektronen halten. Die niedrigsten Energieniveaus werden zuerst gefüllt. Wenn eine gegebeneDie Schale wird gefüllt, ein höherer Energiezustand wird begonnen. Diese Energie kann in Form eines Photons, der grundlegenden Lichteinheit und anderer elektromagnetischer Strahlung erfolgen. Wenn ein Photon das Atom trifft, treibt die Energie das Elektron in einen höheren Energieniveau.
Ein Elektron benötigt mehr Energie, um vom ersten Energieniveau zum zweiten als von der zweiten zum dritten zu springen. Dies liegt daran, dass die attraktive Kraft des elektrischen Feldes des Kerns nahe am Kern am stärksten ist und mit der Entfernung abnimmt. Elektronen am Rande des elektrischen Feldes, weit vom Kern entfernt, können bis zum Ausbruch des Atoms angeregt werden. In diesem Fall verliert das Atom diese Einheit negativer Ladung und wird ionisiert -Mit anderen Worten, es ist nicht mehr neutral aufgeladen, sondern wird ein positiv geladenes Ion.
Der angeregte Zustand ist oft kurz. Nach dem Sprung eines höheren Energieniveaus wird ein Elektron normalerweise ein Photon oder Phonon - eine Lichteinheit oder Wärme - aus, um in seinen Grundzustand zurückzukehren. Dies kann natürlich durch spontane Emission oder künstlich durch stimulierte Emission geschehen. In seltenen Fällen bleibt der angeregte Zustand länger in einem Atom erhalten und modifiziert seine chemischen Eigenschaften.
Viele lichtproduzierende Geräte sind so konzipiert, dass sie Elektronen anregen, um Photonen durch spontane oder stimulierte Emission zu erzeugen. Zum Beispiel funktionieren Laser durch die stimulierte Emission. Fluoreszenzrohre und Kathodenstrahlröhrchen verwenden spontane Emission, um Licht zu erzeugen.