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从微扰到量子涨落:揭秘电子跃迁背后的奥秘

科学探索万象经验2023-05-08

那么,电子跃迁是怎么发生的呢?根据能量守恒原理,粒子的外层电子从低能级转移到高能级的过程中会吸收能量;从高能级转移到低能级则会释放能量。那么问题来了:既然电子得到了更多的能量,并且存在于更高的轨道上,为什么它不能一直保持在那里呢?为什么它还要再次释放掉多余的能量,并且回到低能级轨道呢?

举个例子,如果我们用一束光照射一个氢原子,那么这束光就相当于一个微扰。它会使得氢原子中的电子受到一个周期性的电场力作用,从而改变它在不同轨道上运动的概率。如果这束光的频率刚好等于两个轨道之间能量差所对应的频率,那么就有很大可能性触发电子吸收一个光子,从低能级跳到高能级,这就是受激吸收。反之,如果电子本来就在高能级上,并且遇到了一个与其能量差相同频率的光波,那么它也有很大可能性释放出一个光子,并且回到低能级上,这就是受激辐射。