émission spontanée est le processus fondamental de la génération de lumière. Voici comment cela fonctionne:
* État excité: Un atome ou une molécule absorbe l'énergie, provoquant un saut d'électron à un niveau d'énergie plus élevé.
* transition: L'électron excité est instable et veut naturellement revenir à son état fondamental (niveau d'énergie inférieur).
* émission de photons: Pour ce faire, l'électron libère l'énergie absorbée comme un photon de lumière. Cela se produit au hasard et la direction et la phase du photon sont imprévisibles.
émission stimulée est un mécanisme différent où l'émission de lumière est influencée par la lumière existante.
* Interaction photonique: Un photon avec la même énergie que la différence d'énergie entre l'état excité et l'état fondamental interagit avec l'atome excité.
* Transition forcée: Cette interaction oblige l'électron excité pour revenir à l'état fondamental, émettant un deuxième photon.
* Photon identique: Le photon émis est identique au photon en interaction en termes de fréquence, de phase et de direction.
Voici un tableau résumant les principales différences:
| Caractéristique | Émission spontanée | Émission stimulée |
| --- | --- | --- |
| Cause: | Transition naturelle d'un électron excité | Interaction avec un photon de la même énergie |
| Direction lumineuse: | Random | Identique au photon en interaction |
| phase lumineuse: | Random | Identique au photon en interaction |
| Fréquence lumineuse: | Spécifique à la différence d'énergie entre les états excités et terrestres | Identique au photon en interaction |
| Efficacité: | Bas | Haut |
| Applications: | Ampoules à incandescence, LED | Lasers, masers |
en termes simples:
* Émission spontanée est comme un feu d'artifice aléatoire, où chaque explosion émet de la lumière dans une direction et une couleur.
* émission stimulée est comme un feu d'artifice synchronisé, où tous les feux d'artifice explosent en même temps, créant un faisceau de lumière fort et cohérent.
La puissance de l'émission stimulée:
L'émission stimulée est le fondement des lasers et des masers. En fournissant un flux constant de photons (souvent à travers une cavité optique), nous pouvons amplifier l'émission de lumière par émission stimulée, résultant en un faisceau hautement concentré et cohérent.
En revanche, les émissions spontanées sont la base des ampoules et des LED, où la lumière est générée de manière aléatoire et pas aussi focalisée intensément ou directionnelle.
