He escuchado que cuando vuela un fotón por un átomo excitado lo suficiente como para liberar un fotón hay una buena probabilidad de que. ¿Porque fotones quieren estar juntos y tienen la misma dirección, etc.?
¿Es esto cierto? Y entonces, ¿por qué es así?
Creo que lo que usted está hablando es de la emisión estimulada de radiación. Esto es parte del proceso que se produce en un LÁSER y de hecho, dio el LÁSER es nombre - la Amplificación de Luz a través de la Simulado de Emisión de Radiación. Cuando un átomo está en un estado excitado puede espontáneamente decaer a un estado de energía inferior con la emisión de un fotón de una frecuencia en particular. Si un fotón de la misma frecuencia pasa un átomo excitado puede estimular el átomo emite un segundo fotón en la misma dirección y con la misma fase y frecuencia) como el original de fotones. Según Wikipedia:
En la óptica, de la emisión estimulada es el proceso por el cual un átomo electrón (o un emocionado molecular estado) que interactúan con un onda electromagnética de una determinada frecuencia puede quitar a un menor de energía nivel, la transferencia de su energía a ese campo. Un fotón creado en este manera tiene la misma fase, frecuencia, polarización, y la dirección de viajar como los fotones de la onda incidente. Esto es en contraste a la emisión espontánea que se produce sin relación con el ambiente campo electromagnético. Sin embargo, el proceso es idéntico en forma de de absorción atómica en la que la energía de un fotón absorbido provoca un idéntica pero de sentido opuesto atómica de transición: desde el nivel más bajo para un nivel de energía más alto. En los medios normales en equilibrio térmico, la absorción supera la emisión estimulada debido a que hay más los electrones en la parte inferior de energía de los estados que en los estados de energía más elevada. Sin embargo, cuando una inversión de población es la tasa de estimular de emisión que excede de la absorción, y una red amplificación óptica se puede lograr. Un medio de ganancia, junto con un resonador óptico, está en el corazón de un láser o maser. Carecen de un mecanismo de retroalimentación, amplificadores láser y superluminescent fuentes también la función en el base de la emisión estimulada.
La emisión estimulada fue un teórico de descubrimiento de Einstein [1] dentro de el marco de la mecánica cuántica, en la cual la emisión se describe en términos de fotones, que son los quanta de los campos EM. Estimulado la emisión también puede ser descrito clásicamente, sin embargo, sin referencia para cualquiera de los fotones, o el quantum de la mecánica de la materia.[2]
La razón por la que dos fotones pueden tener exactamente la misma frecuencia, la fase y la ubicación en el espacio, es porque ellos obedecen Bose-Einstein estadísticas. Los fotones de spin 1, que es la razón por la que son Bosones con Bose-Einstein estadísticas. Si el fotón fueron un fermión (como el espín 1/2 de electrones) simulado de emisión no sería posible dado que es imposible que dos fermiones ocupen exactamente el mismo estado cuántico.
Cualquier partícula en un sistema (como un fotón o un electrón puede estar en diferentes estado de energía. Usted puede estar familiarizado con los estados de energía de los átomos, estos son los estados ocupados por los electrones orbitando alrededor del núcleo.
Pero los electrones son fermiones y no quieren estar juntos (en el hecho que no se puede). Con el fin de minimizar la energía del átomo adicional de electrones ocuparán el estado de menor energía disponible (pero sólo si este estado de energía está vacía).
En el lado opuesto de los fotones son bosones y puedan estar juntos. Pueden ocupar el mismo estado de energía como la de otros fotones. Si usted se considera un sistema con muchos fotones, los fotones se ocupa el estado de menor energía, que sea ya ocupada por otro fotón o no. Esto se hace con el fin de minimze la energía.
Sin embargo, la respuesta a tu primera pregunta :
¿Es esto cierto?
es "sí".
La respuesta a la segunda pregunta :
Y entonces, ¿por qué es así?
es más complicado. La respuesta a la pregunta "¿por Qué los fotones son bosones?" es muy difícil. Pero de modo general bosones puede ser visto como el camino para fermiones para comunicarse. Es cierto que en el caso de los fotones. Los fotones son el camino para que los electrones de intercambio de energía y así interactuar.
I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.
