Ground State vs Excited State
Az alapállapot és a gerjesztett állapot az atomok két olyan állapota, amelyeket az atomszerkezet alatt tárgyalunk. Az alapállapot és a kilépő állapot fogalmát olyan területeken használják, mint a csillagászat, a kvantummechanika, a kémiai elemzés, a spektroszkópia és még az orvostudomány is. Létfontosságú, hogy világosan megértsük, mi az alapállapot és a gerjesztett állapot, hogy kitűnjünk ezeken a területeken. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi a gerjesztett állapot és az alapállapot, ezek hasonlóságai, az alapállapot és a gerjesztett állapot alkalmazásai, és végül a gerjesztett állapot és az alapállapot közötti különbség.
Alapállapot
Az alapállapot megértéséhez először meg kell érteni az atomi szerkezetet. Az atomok közül a legegyszerűbb a hidrogénatom. Egyetlen protonból áll, mint atommagból és egyetlen elektronból, amely az atommag körül kering. Az atom klasszikus modellje az atommag és a körülötte körpályán keringő elektronok. A klasszikus modell elég teljes ahhoz, hogy leírja az atomok alapállapotát és gerjesztett állapotát, de szükség van a kvantummechanika néhány fogalmára. A kvantummechanikai rendszer alapállapotát a rendszer alapállapotának nevezzük. Az egydimenziós kvantumhullám hullámfüggvénye a szinuszhullám félhossza. Egy rendszerről azt mondják, hogy akkor nyerte el alapállapotát, amikor a rendszer abszolút nullán van.
Izgatott állapot
Egy atom vagy bármely más rendszer gerjesztett állapota szintén a rendszer szerkezetén alapul. Vessünk egy mélyebb pillantást az atomszerkezetbe, hogy megértsük ezt. Az atom magból és a körülötte keringő elektronokból áll. Az atommagtól való távolság az elektron szögsebességétől függ. A szögsebesség az elektron energiájától függ. Ennek a rendszernek a kvantummechanikai értelmezése azt mondja, hogy az elektron nem vehet fel egyetlen értéket sem energiaként. Az elektron energiamennyisége diszkrét. Ezért az elektron nem lehet semmilyen távolságban az atommagtól. A távolságfüggvény, amelyen az elektron van, szintén diszkrét. Ha egy elektronnak energiát adunk, így a foton energiája pontosan a rendszer jelenlegi energiája és a rendszer által elérhető magasabb energia közötti energiarés, akkor az elektron elnyeli a fotont. Ez az elektron magasabb energiájú állapotba kerül. Az alapállapot energiájánál magasabb energiaszintet gerjesztett szintnek nevezzük. Az ilyen szinteken keringő elektronokat gerjesztett elektronoknak nevezzük. Mint fentebb említettük, az elektron gerjesztett állapota nem vehet fel tetszőleges értéket. Csak bizonyos kvantummechanikai értékeket vehet fel.
Mi a különbség az alapállapot és a gerjesztett állapot között?
• Az alapállapot a rendszer legalacsonyabb energiájú állapota, míg a gerjesztett állapot az alapállapotnál magasabb energiaállapot.
• Egy rendszernek csak egy alapállapoti energiája van, de rendszerenként sokféle gerjesztett állapot lehet.
