Ground State vs Excited State
Հիմնական վիճակը և գրգռված վիճակը ատոմների երկու վիճակներ են, որոնք քննարկվում են ատոմի կառուցվածքի ներքո: Հիմնական վիճակ և ելքային վիճակ հասկացությունները օգտագործվում են այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են աստղագիտությունը, քվանտային մեխանիկա, քիմիական վերլուծություն, սպեկտրոսկոպիա և նույնիսկ բժշկական գիտություններ: Կարևոր է ունենալ հստակ պատկերացում, թե ինչ են հիմնական վիճակը և հուզված վիճակը՝ նման ոլորտներում գերազանցելու համար: Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք քննարկել, թե ինչ են գրգռված վիճակը և հիմնական վիճակը, դրանց նմանությունները, հիմնական վիճակի և գրգռված վիճակի կիրառությունները և վերջապես գրգռված վիճակի և հիմնական վիճակի տարբերությունը:
Գրունտային վիճակ
Հիմնական վիճակը հասկանալու համար նախ պետք է հասկանալ ատոմի կառուցվածքը: Ատոմներից ամենապարզը ջրածնի ատոմն է։ Այն բաղկացած է մեկ պրոտոնից՝ որպես միջուկ և մեկ էլեկտրոնից, որը պտտվում է միջուկի շուրջ։ Ատոմի դասական մոդելը միջուկն ու էլեկտրոններն են, որոնք նրա շուրջը պտտվում են շրջանաձև ուղիներով: Դասական մոդելը բավականաչափ ամբողջական է ատոմների հիմնական վիճակը և գրգռված վիճակը նկարագրելու համար, սակայն քվանտային մեխանիկայի որոշ հասկացություններ են պահանջվում: Քվանտային մեխանիկական համակարգի հիմնական վիճակը հայտնի է որպես համակարգի հիմնական վիճակ: Միաչափ քվանտային ալիքի ալիքային ֆունկցիան սինուսային ալիքի կես երկարությունն է: Համակարգը ստացել է իր հիմնական վիճակը, երբ համակարգը գտնվում է բացարձակ զրոյի վրա:
Հուզված վիճակ
Ատոմի կամ որևէ այլ համակարգի գրգռված վիճակը նույնպես հիմնված է համակարգի կառուցվածքի վրա: Սա հասկանալու համար եկեք ավելի խորը նայենք ատոմային կառուցվածքին:Ատոմը բաղկացած է միջուկից և նրա շուրջ պտտվող էլեկտրոններից։ Միջուկից հեռավորությունը կախված է էլեկտրոնի անկյունային արագությունից։ Անկյունային արագությունը կախված է էլեկտրոնի էներգիայից: Այս համակարգի քվանտային մեխանիկական մեկնաբանությունը ցույց է տալիս, որ էլեկտրոնը չի կարող պարզապես որևէ արժեք ընդունել որպես էներգիա: Էլեկտրոնը կարող է ունենալ էներգիայի քանակը դիսկրետ է: Հետևաբար, էլեկտրոնը չի կարող լինել միջուկից որևէ հեռավորության վրա: Հեռավորության ֆունկցիան, որի վրա գտնվում է էլեկտրոնը, նույնպես դիսկրետ է: Երբ էլեկտրոնին տրվում է էներգիա, այնպես, որ ֆոտոնի էներգիան հենց էներգիայի բացը լինի համակարգի ընթացիկ էներգիայի և ավելի բարձր էներգիայի միջև, որը համակարգը կարող է ստանալ, էլեկտրոնը կկլանի ֆոտոնը: Այս էլեկտրոնը կգնա ավելի բարձր էներգիայի վիճակի: Ցանկացած էներգիայի մակարդակ, որն ավելի բարձր է, քան հիմնական վիճակի էներգիան, հայտնի է որպես գրգռված մակարդակներ: Նման մակարդակների շուրջ պտտվող էլեկտրոնները հայտնի են որպես գրգռված էլեկտրոններ: Ինչպես նշվեց վերևում, էլեկտրոնի գրգռված վիճակը չի կարող որևէ կամայական արժեք ընդունել:Այն կարող է վերցնել միայն որոշակի քվանտային մեխանիկական արժեքներ։
Ո՞րն է տարբերությունը հիմնական վիճակի և գրգռված վիճակի միջև:
• Հողային վիճակը համակարգի ամենացածր էներգիայի վիճակն է, մինչդեռ գրգռված վիճակը հիմնական վիճակից բարձր ցանկացած էներգետիկ վիճակ է:
• Համակարգի համար կա միայն մեկ հիմնական վիճակի էներգիա, սակայն յուրաքանչյուր համակարգում կարող են լինել բազմաթիվ գրգռված վիճակներ:
