من شروط الانبعاث المحفز
هناك مجموعة من شروط الانبعاث المحفز نوضحها من خلال هذا المقال، ويمكن الإشارة إلى الانبعاث المحفز بأنه العملية التي تقوم خلالها الذرة بإصدار فوتون نظرًا لتأثرها بفوتون خارجي آخر جعلها تتحول إلى حالة كمومية منخفضة، وفي تلك العملية يحتفظ الفوتون المؤثر بخصائصه دون أي تغير مع إصداره الفوتون الثاني واكتسابه نفس خصائص الأول، حيث يتشابهان في الاتجاه والاستقطاب والطور الموجي والتردد.
ويمكن للفوتونات الناتجة عن تلك العملية أن تنعكس وتتخلل نفس النوع من الذرات أكثر من مرة مما يؤدي إلى إنتاج مجموعة كبيرة من الفوتونات المماثلة تُعرف بالليزر، وفي السطور التالية نوضح شروط الانبعاث المحفز وخصائصه.
- حتى تتم عملية الانبعاث المحفز فلا بد من امتلاك الفوتون المؤثر والفوتون الثاني نفس الخصائص دون اختلاف أو تغير.
- يجب امتلاك الفوتون المؤثر والفوتون الثاني نفس الاستقطاب والاتجاه.
- لا بد من امتلاك كل من الفوتون المؤثر والفوتون الثاني نفس سعة التردد.
- يُشترط امتلاك الفوتون المؤثر والفوتون الثاني نفس الطور الموجي.
وفي حال عدم توفر أيًا من الشروط السابقة فلن تكتمل عملية الانبعاث المحفز.
من شروط الانبعاث المحفز وجود ذرات غير مثارة
- العبارة خاطئة.
- حيث يُشترك لإتمام عملية الانبعاث المحفز وجود ذرات مُثارة، وأن تكون تلك الذرات مثارة لفترة كافية.
- كما يجب توجيه الفوتونات والسيطرة عليها.
أنواع الانبعاث
تحدد طبيعة عمل الانبعاث أنواع تلك العملية والتي يمكن تقسيمها على النحو التالي:
- الانبعاث التلقائي: وهو عبارة عن عملية ينتقل فيها الإلكترون من ذرة مثارة فيتحول من حالة الإثارة إلى حالة الثبات، مما يؤدي إلى انبعاث الفوتون، وتصبح طاقة الفوتون هي الفرق بين طاقات المستويين.
- الانبعاث الكيميائي: وهو عبارة عن عملية تنتقل فيها الذرات من حالة الطاقة العالية إلى حالة الطاقة المنخفضة، مما يؤدي إلى انبعاث مركب كيميائي أو عنصر كيميائي.
- الانبعاث الحفزي: وهو عبارة عن عملية تحدث فيها تأثير خارجي بخصائص مناسبة تؤدي إلى انبعاث ذرة الفوتون، وبالتالي تنحدر إلى الحالة الكمية الأقل.
- الانبعاث الحراري: وهو عبارة عن عملية تحدث عندما تمر الحرارة عبر سطح أو حاجز جهد، مما يؤدي إلى تدفق الأجسام بشحنة محددة، وقد تصبح تلك الأجسام إلكترونات مشحونة أو أيونات.
الفرق بين الانبعاث التلقائي والانبعاث المحفز
هناك عدة فروقات بين الانبعاث التلقائي والانبعاث المحفز نوضحها فيما يلي:
- لا يحتاج الانبعاث التلقائي حتى يطلق الطاقة حافزًا كهرومغناطيسيًا خارجيًا، بينما لا يحتاج الانبعاث المحفز حتى يطلق الطاقة محفزات كهرومغناطيسية خارجية.
- خلال عملية الانبعاث التلقائي تُطلق موجة طاقة واحدة فقط، بينما في عملية الانبعاث المحفز تُطلق موجتين من الطاقة.
- تزداد احتمالية حدوث انبعاث محفز عن حدوث الانبعاث التلقائي، وذلك لدور المحفزات الكهرومغناطيسية الخارجية في زيادة احتمالية بلوغ حالة الانتقال ثنائي القطب.
- يُستخدم الانبعاث المحفز في تضخيم حزمة الإشعاع الساقط، وهذا ما لا يمكن أن يحدث في الانبعاث التلقائي.
