Emisjon (fysikk)

Emisjon beskriver hvordan et elektron faller fra et høyt energinivå til det normale energinivået for et aktuelt atom. I fysikken/mekanikken omtaler man emisjon som to ulike fenomener, spontan og stimulert emisjon.

For å beskrive de to ulike fenomenene må vi først kort beskrive energinivået til et atom. Ifølge Bohrs atommodell, har atomene kvantifiserte energinivåer. Et atom «liker ikke» å stå i et energinivå som er høyere enn energinivået i normalstillingen. Når et atom får tilført energi, kan noen atomer oppta denne energien, som vil resultere i at atomet går inn i et høyere energinivå. Tidligere antok man at et elektron flyttet seg til en bane lenger vekk fra kjernen. Nå vet vi at vi ikke kan si eksakt hvor elektronene befinner seg rundt atomkjernen. Når atomet befinner seg i et høyere energinivå, eller energitilstand, sier vi at atomet er eksitert.

Spontan emisjon

Når et atom er tilført energi, og plassert i et høyere energinivå vil følgende skje: Etter en kort stund (ca. 10⁻⁸sekund), vil atomet falle tilbake til sin normalstilling, og atomet sender da ut energien den opptok i form av et foton. Dette kalles en spontan emisjon, siden ingen ytre påvirkninger er med på å få atomet tilbake til sin normalstilling.

Stimulert emisjon

Når et atom er tilført energi, og plassert i et høyere energinivå, og samtidig et foton passerer gjennom dette atomet, vil ofte følgende skje: Fotoner har et helt bestemt energinivå. Hvis det gjennomtrengende fotons energinivå stemmer overens med forskjellen i energinivåer mellom atomets nåværende energistilling og normalstillingen, vil dette fotonet stimulere atomet til å henfalle til sin normalstilling, og utsende et eget foton. Dette "nye" fotonet vil ha samme bølgelengde, fase og retning som det fotonet som stimulerte til emisjonen. Fenomenet resulterer i to eksakt like fotoner, og man får en forsterkning av det første fotonet. Siden emisjonen ble påvirket av et eksternt foton, kalles dette stimulert emisjon, og den strålingen som forårsakes av dette kalles en koherent og monokromatisk stråling. Dette prinsippet brukes i laser og maser.