Τι σημαίνει να πούμε ότι ένα άτομο σε διεγερμένη κατάσταση;

Όταν μιλάμε για μια ενθουσιασμένη κατάσταση, αναφερόμαστε στην κατάσταση ενός ατόμου στο οποίο τουλάχιστον ένα από τα μεμονωμένα ηλεκτρονικά που καταλαμβάνουν ατομικά τροχιακά είναι σε υψηλότερο τροχιακό από ό, τι θα είχε στο συνηθισμένο ή εδάφους του ατόμου.

Για να κατανοήσουμε πλήρως τι σημαίνει "διεγερμένη κατάσταση" στο πλαίσιο ενός ατόμου, πρέπει να θυμόμαστε την έννοια των ηλεκτρονικών κελύφων και των επιπέδων ενέργειας μέσα στα άτομα. Τα ηλεκτρόνια γύρω από έναν ατομικό πυρήνα είναι διατεταγμένα σε στρώματα αυξανόμενων επιπέδων ενέργειας. Αυτά τα επίπεδα συχνά απεικονίζονται ως ομόκεντροι κύκλοι γύρω από τον πυρήνα, καθένα από τα οποία αντιπροσωπεύει ένα διαφορετικό κέλυφος ηλεκτρονίων.

Στην κατάσταση του εδάφους, τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν τα χαμηλότερα διαθέσιμα επίπεδα ενέργειας, με το πρώτο κέλυφος (πιο κοντά στον πυρήνα) να γεμίσει πρώτα, στη συνέχεια στο δεύτερο κέλυφος και ούτω καθεξής. Ένα άτομο βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση όταν ένα ή περισσότερα από τα ηλεκτρόνια του έχουν κερδίσει αρκετή ενέργεια για να πηδήξουν από το αρχικό του επίπεδο ενέργειας σε επίπεδο υψηλότερης ενέργειας. Αυτή η αλλαγή στην ενέργεια προκαλείται τυπικά από την απορρόφηση ενέργειας ατόμου από μια εξωτερική πηγή, όπως θερμότητα, φως ή ηλεκτρική ενέργεια.

Μια διεγερμένη κατάσταση δεν είναι μια σταθερή διαμόρφωση για ένα άτομο. Το διεγερμένο ηλεκτρόνιο επιστρέφει τελικά στο αρχικό του επίπεδο ενέργειας, εκπέμποντας την υπερβολική ενέργεια με τη μορφή φωτονίου (φως) ή μεταφέροντας την ενέργεια σε άλλο άτομο μέσω συγκρούσεων. Η εκπομπή ή η μεταφορά ενέργειας αναγκάζει το άτομο να επιστρέψει στη χαμηλότερη ενέργεια ή την κατάσταση εδάφους.

Η έννοια των διεγερμένων καταστάσεων είναι απαραίτητη για την κατανόηση πολλών φαινομένων στη φυσική, τη χημεία και την επιστήμη των υλικών. Για παράδειγμα, εξηγεί την εκπομπή φωτός από τα άτομα, η οποία αποτελεί τη βάση διαφόρων πηγών φωτός, όπως βολβοί πυρακτώσεως, λαμπτήρες φθορισμού και λέιζερ. Διαδραματίζει επίσης καθοριστικό ρόλο στις χημικές αντιδράσεις, στις διαδικασίες μεταφοράς ενέργειας και στις ιδιότητες των υλικών υπό διαφορετικές συνθήκες.