O que é um estado excitado?

Na física, diz -se que um sistema está em um estado excitado se estiver em um nível de energia mais alto que o nível de energia da linha de base ou o estado fundamental. O "sistema" pode ser um átomo, molécula, íon ou outra partícula. Quando o sistema absorve a energia, ele faz a transição para um estado excitado e, quando emite energia, ele reverte para um estado fundamental. Os elétrons em um átomo, por exemplo, existem em seu estado fundamental até absorver a energia que os leva a pular para um orbital de energia mais alto. Quando isso ocorre, o elétron seria considerado em um estado excitado.

elétrons, como partículas carregadas negativamente, são mantidas nos prótons carregados positivamente no núcleo de um átomo através da força eletromagnética. Eles cercam o núcleo em vários orbitais atômicos, cada um dos quais corresponde a um nível de energia discreto. Cada órbita ao redor do núcleo atômico, conceituado como uma concha de elétrons, pode conter apenas um certo número de elétrons. Os níveis mais baixos de energia tendem a ser preenchidos primeiro. Quando um dadoA concha é preenchida, um estado de energia mais alto começará a ser preenchido. Essa energia pode vir na forma de um fóton, a unidade básica de luz e outras radiação eletromagnética. Quando um fóton atinge o átomo, a energia impulsiona o elétron a um nível de energia mais alto.

Um elétron requer mais energia para saltar do primeiro nível de energia para o segundo do que do segundo ao terceiro. Isso ocorre porque a força atraente do campo elétrico do núcleo é mais forte próximo ao núcleo e diminui com a distância. Os elétrons na margem do campo elétrico, longe do núcleo, podem ser excitados a ponto de se libertar completamente do átomo. Quando isso acontece, o átomo perde a unidade de carga negativa e se torna ionizado -Em outras palavras, não é mais carregado neutralmente, mas se torna um íon carregado positivamente.

O estado excitado é frequentemente breve. Depois de pular para um nível de energia mais alto, um elétron geralmente emite um fóton ou fonão - uma unidade de luz ou calor - para retornar ao seu estado fundamental. Isso pode acontecer naturalmente, através de emissão espontânea, ou artificialmente, através de emissão estimulada. Em casos raros, o estado excitado é preservado por mais tempo em um átomo, modificando suas propriedades químicas.

Muitos dispositivos de produção de luz são projetados para excitar elétrons para gerar fótons através de emissão espontânea ou estimulada. Os lasers, por exemplo, funcionam através da emissão estimulada. Tubos fluorescentes e tubos de raios catódicos usam emissão espontânea para produzir luz.