Ключевое различие между возбуждением и поглощением заключается в том, что возбуждение - это процесс поглощения фотона и перехода на более высокий энергетический уровень, тогда как поглощение - это процесс передачи энергии от фотона к определенному объекту.
Термины «поглощение» и «возбуждение» используются в областях квантовой механики, аналитической химии, теории относительности и многих других областях. Вам необходимо хорошо понимать эти термины, чтобы правильно понимать содержимое этих полей. Понятия поглощения и возбуждения также являются основополагающими понятиями в области спектроскопии и спектрометрии.
Что такое возбуждение?
Возбуждение – это перевод системы, находящейся в состоянии с низкой энергией, в состояние с высокой энергией. Таким образом, этот термин можно обсуждать применительно к электрону, связанному с ядром в основном состоянии. Квантовая механика предполагает, что электрон может принимать только определенные энергетические состояния. Кроме того, вероятность найти электрон между этими стационарными состояниями равна нулю. Следовательно, разность энергий между двумя стадиями является дискретной величиной. Это означает; электрон может поглощать или излучать энергии, соответствующие любой разнице между стационарными состояниями, но не между ними.
Рисунок 01: Возбуждение облучением
Возбуждение – это процесс поглощения такого фотона для перехода на более высокий энергетический уровень. Противоположным процессом возбуждения является испускание фотона для спуска на более низкий энергетический уровень. Если энергия падающего фотона достаточно велика, электрон перейдет в состояние с очень большой энергией, тем самым отделившись от атома. Мы называем это «ионизацией».
Что такое абсорбция?
Поглощение - это термин, который мы обычно используем для обозначения того, что какое-то количество становится частью другого количества. В химии мы в основном используем термин «поглощение» в смысле электромагнитных волн. Поглощение электромагнитных волн относится к процессу передачи энергии фотона системе, в которой фотон был поглощен. В процессе поглощения падающий фотон теряется.
Возьмем систему с одним электроном, связанным с ядром. Например, предположим, что электрон находится в основном состоянии. Если фотон сталкивается с электроном, электрон может поглотить фотон в зависимости от энергии фотона. Более того, если энергия фотона равна разнице энергий между основным состоянием и некоторым другим состоянием, электрон может поглотить фотон. Однако, если энергия фотона не равна энергетической щели, фотон не будет поглощен. Фотон имеет начальный импульс из-за массы фотона. Он вызывает изменение импульса электрона при поглощении фотона. Поглощение является основным принципом спектров поглощения и излучения.
Рисунок 02: Спектры поглощения каротиноидов
В чем разница между возбуждением и поглощением?
Возбуждение - это изменение состояния системы в состояние с более высокой энергией, а поглощение - это передача энергии от фотона к системе. Следовательно, ключевое различие между возбуждением и поглощением заключается в том, что возбуждение - это процесс поглощения фотона и перехода на более высокий энергетический уровень, тогда как поглощение - это процесс передачи энергии от фотона определенному объекту..
Более того, чтобы произошло возбуждение, должно произойти поглощение, а чтобы произошло поглощение, система должна быть возбуждена. Следовательно, поглощение и возбуждение являются взаимными процессами.
Резюме – Возбуждение против поглощения
Возбуждение и поглощение – тесно связанные термины. Ключевое различие между возбуждением и поглощением заключается в том, что возбуждение - это процесс поглощения фотона и перехода на более высокий энергетический уровень, тогда как поглощение - это процесс передачи энергии от фотона определенному объекту..
