En la emisión espontánea, un electrón en un estado energéticamente superior salta a un estado energéticamente inferior. Parece un fenómeno sencillo. ¿Por qué se llama efecto mecánico cuántico? ¿Qué había de difícil en este proceso de apariencia sencilla que necesitaba que alguien como Dirac lo explicara?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Josh Diehl
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Hay dos tipos principales de emisiones:
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espontánea, en la que un sistema QM pasa a un estado de energía inferior desde un estado excitado (relajación), y emite una cantidad cuantificada de energía, en forma de fotón
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simulado, en el que un fotón entrante que tiene un nivel de energía específico puede interactuar con un sistema QM de estado excitado, y hacer que caiga a un nivel de energía inferior
La emisión espontánea es, en última instancia, la responsable de la mayor parte de la luz que vemos a nuestro alrededor.
La emisión espontánea no puede ser explicada por la EM clásica (porque es un proceso fundamentalmente QM), porque no es explicable con las ecuaciones de Scrodinger donde los niveles de energía estaban cuantizados, pero el campo EM no.
En este caso, el solapamiento entre las funciones de onda del estado excitado y del estado de tierra es 0, por lo que sin un campo EM cuantizado, el estado excitado no puede decaer a un estado de tierra.
Ahora bien, si se quiere explicar la emisión espontánea, hay que ampliar la QM con la QFT, donde el campo EM está cuantizado en cada punto del espacio (QED).
En la electrodinámica cuántica (o QED), el campo electromagnético tiene un estado básico, el vacío QED, que puede mezclarse con los estados estacionarios excitados del átomo[2] Como resultado de esta interacción, el "estado estacionario" del átomo ya no es un verdadero estado propio del sistema combinado del átomo más el campo electromagnético. En particular, la transición del electrón del estado excitado al estado electrónico de tierra se mezcla con la transición del campo electromagnético del estado de tierra a un estado excitado, un estado de campo con un fotón en él. La emisión espontánea en el espacio libre depende de las fluctuaciones del vacío para iniciarse.
https://en.wikipedia.org/wiki/Spontaneous_emission
Es muy importante entender que hay dos formas de orbitar:
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En la EM clásica, el electrón orbitaría alrededor del núcleo, como los planetas alrededor de una estrella, y esto significaría una aceleración constante, una radiación constante, ya que el electrón entraría en espiral en el núcleo
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en QM (QED), utilizamos un orbital, que es según la función de onda, la distribución de probabilidad de que el electrón esté en un determinado nivel de energía alrededor del núcleo
