자발적 방출 - 정의

자발 방출은 여기된 원자, 분자 또는 기타 양자 시스템이 광자 의 방출과 함께 더 낮은 에너지 상태로 자발적으로 전환되는 양자 현상입니다(). 이 과정은 외부 전자기장의 개입 없이 발생하며 물질과 방사선의 상호작용을 위한 주요 메커니즘 중 하나입니다.

원자 물리학에서 자발 방출은 전자가 더 높은 에너지 상태에서 더 낮은 에너지 상태로 탈여자화되어 에너지 준위의 차이에 해당하는 주파수를 가진 광자 형태로 에너지의 일부가 방출되는 것을 설명합니다. 이 과정은 무작위적이고 통제되지 않기 때문에 방출되는 방사선은 위상, 방향 및 편광이 무작위적입니다. 이는 광자가 전이를 시작하고 여기 광자와 동일한 매개 변수를 가진 방사선이 생성되는 강제 방출과 구별되며, 이는 레이저 의 작동에 매우 중요합니다.

자발 방출이 발생할 확률은 에너지 준위와 물리적 상수의 특성에 따라 달라지는 아인슈타인 계수 A로 설명됩니다. 이 계수의 역수인 여기 상태 수명은 원자 또는 분자가 광자를 방출하기 전에 얼마나 오랫동안 여기 상태로 유지되는지를 결정합니다.

자발 방출은 분광학, 고체 물리학, 천체 물리학 및 광원 기술을 포함한 많은 과학 및 기술 분야에서 근본적인 역할을 합니다. 형광등, 발광 다이오드(LED), 별과 같은 자연 방사선의 주요 발광 메커니즘입니다. 광전자 시스템에서는 광원의 특성, 광학 노이즈 및 빛의 효율( 신호 처리 )에 영향을 미칩니다.

LED

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