Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación
La amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación es una frase que puede que no le resulte familiar, pero sin duda ha utilizado el acrónimo de esta frase en innumerables ocasiones: láser. En esta lección, discutimos el proceso fundamental que subyace a los láseres o emisión estimulada. Pero, primero, discutiremos dos conceptos relacionados: absorción y emisión espontánea.
Tenga en cuenta que en esta lección, cuando se menciona el término radiación, se hace referencia a la radiación electromagnética y no a la radiación de partículas. Recuerde que la luz visible, así como cualquier otro segmento del espectro electromagnético, es una forma de radiación electromagnética. Además, recuerde que el término fotón se usa para referirse a un ‘paquete’ de radiación electromagnética.
 |
Absorción
La absorción, la emisión espontánea y la emisión estimulada son todos procesos que se ocupan de los electrones y fotones orbitales. Tenga en cuenta que estas interacciones atómicas no siempre se limitan únicamente a los electrones, pero para simplificar nuestra discusión, nos centraremos en los electrones. Si un fotón interactúa con un electrón orbital, dadas las condiciones adecuadas, el fotón es absorbido por el electrón. Cuando esto ocurre, el electrón se mueve a un nivel de energía más alto. Tal evento se llama absorción . Cuando un electrón se mueve a un nivel de energía más alto, se dice que está en un estado excitado.
 |
Emisión espontánea
La emisión espontánea ocurre cuando un electrón que se encuentra en un estado excitado pasa espontáneamente a un estado de menor energía. Cuando esto ocurre, se emite un fotón. La energía del fotón es igual a la diferencia de energía entre los dos niveles de energía. Todas las formas de luminiscencia son el resultado de emisiones espontáneas de luz, lo que significa que los entretenidos fenómenos que brillan en la oscuridad son también el resultado de emisiones espontáneas de luz.
 |
Emision estimulada
La emisión estimulada es similar a la emisión espontánea en que un electrón se mueve de un nivel de energía más alto a un nivel de energía más bajo, pero estos son dos procesos distintos. En la emisión estimulada, un fotón interactúa con un electrón que está en un estado excitado. La energía del fotón debe ser igual a la diferencia de energía entre los dos niveles de energía de los electrones pertinentes. Esta interacción de fotones ‘estimula’ al electrón a pasar a un nivel de energía más bajo. Cuando esto ocurre, se libera un fotón. Se emiten tanto el fotón estimulante como el fotón liberado. Ambos fotones tienen la misma energía, la misma fase y viajan en la misma dirección. Los láseres funcionan aprovechando el proceso de emisión estimulada y su capacidad para dar como resultado la existencia de fotones «idénticos».
Nebulosas de emisión, oscuridad y reflexión
 |
Resumen de la lección
La absorción, la emisión espontánea y la emisión estimulada son tres procesos atómicos que involucran electrones y fotones orbitales. En absorción , un electrón alcanza un estado excitado al absorber la energía de un fotón. En la emisión espontánea , un electrón en un estado excitado libera espontáneamente un fotón y se mueve a un estado de menor energía. En la emisión estimulada , un electrón que está en un estado excitado interactúa con un fotón y, en el proceso, libera un fotón que está en fase, posee la misma energía y viaja en la misma dirección que el fotón estimulante.
Explora más sobre este tema
Selecciona un tema y sigue aprendiendo...
