Både spontana och stimulerade utsläpp involverar en upphetsad atom som släpper en foton och övergår till ett lägre energitillstånd. Den viktigaste skillnaden ligger i det som utlöser utsläppet:
Spontan utsläpp:
* trigger: slumpmässigt och oförutsägbar . Den upphetsade atomen avtar helt enkelt på egen hand och släpper en foton i slumpmässig riktning med en slumpmässig polarisering.
* Utgång: inkoherent och oförutsägbar ljus.
* Exempel: Glödet på en glödlampa eller ett uppvärmt föremål.
Stimulerat utsläpp:
* trigger: Närvaron av en foton med samma energi som energiskillnaden mellan atomens upphetsade och marktillstånd. Denna foton interagerar med den upphetsade atomen och får den att släppa en foton.
* Utgång: sammanhängande och förutsägbar Ljus, där den utsända fotonen har samma frekvens, fas, riktning och polarisering som den stimulerande fotonen.
* Exempel: Lasrar, där stimulerat emission används för att förstärka ljuset.
Här är en tabell som sammanfattar skillnaderna:
| Funktion | Spontan utsläpp | Stimulerad utsläpp |
| --- | --- | --- |
| Trigger | Slumpmässigt förfall av upphetsad atom | Interaktion med en inkommande foton |
| Utgång | Osammanhängande, oförutsägbar | Sammanhängande, förutsägbar |
| Riktning | Slumpmässig | Samma som den stimulerande fotonen |
| Polarisation | Slumpmässig | Samma som den stimulerande fotonen |
| Fas | Slumpmässig | Samma som den stimulerande fotonen |
| Frekvens | Bestäms av energiskillnaden | Samma som den stimulerande fotonen |
I huvudsak är spontan emission som en glödlampa, slumpmässigt avger ljus i alla riktningar. Stimulerad emission är som en laser som avger en fokuserad ljusstråle i en specifik riktning.
Betydelse av stimulerad utsläpp:
Stimulerad utsläpp är avgörande för drift av lasrar. Genom att skapa en befolkningsinversion (fler atomer i upphetsat tillstånd än i marktillståndet) och tillhandahålla en stimulerande foton kan vi förstärka ljus genom stimulerad emission. Detta resulterar i en mycket fokuserad, sammanhängande ljusstråle med en specifik våglängd.
Sammanfattningsvis:
* Spontan emission är en naturlig process av upphetsade atomer som förfaller.
* Stimulerad emission är en process som kan förstärka ljus genom att utlösa upphetsade atomer för att avge fotoner.
* Stimulerad utsläpp är grunden för laserteknik.
