當前位置:首頁>科技>從微擾到量子漲落:揭秘電子躍遷背后的奧秘
發布時間:2025-10-27閱讀(4)
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那么,電子躍遷是怎么發生的呢?根據能量守恒原理,粒子的外層電子從低能級轉移到高能級的過程中會吸收能量;從高能級轉移到低能級則會釋放能量。那么問題來了:既然電子得到了更多的能量,并且存在于更高的軌道上,為什么它不能一直保持在那里呢?為什么它還要再次釋放掉多余的能量,并且回到低能級軌道呢? 舉個例子,如果我們用一束光照射一個氫原子,那么這束光就相當于一個微擾。它會使得氫原子中的電子受到一個周期性的電場力作用,從而改變它在不同軌道上運動的概率。如果這束光的頻率剛好等于兩個軌道之間能量差所對應的頻率,那么就有很大可能性觸發電子吸收一個光子,從低能級跳到高能級,這就是受激吸收。反之,如果電子本來就在高能級上,并且遇到了一個與其能量差相同頻率的光波,那么它也有很大可能性釋放出一個光子,并且回到低能級上,這就是受激輻射。
但是,并不是所有情況下都需要外界微擾才能引起電子躍遷。有時候,即使沒有任何外界影響,電子也會自發地從高能級回到低能級,并且釋放出一個光子,這就是自發輻射。自發輻射是一種不可逆的過程,它使得原子系統向低能態方向演化。 真空場并不是完全平靜的,而是存在著無窮多個模式,每個模式都有一個最小能量,稱為零點能。這些模式會隨機地波動,導致電磁場在空間和時間上有微小的變化。當一個原子處于激發態時,它會感受到真空場的波動,并以一定的概率躍遷到基態,同時放出一光子。這就是自發輻射的本質。
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