Nøgleforskellen mellem excitation og absorption er, at excitation er processen med at absorbere en foton og bevæge sig ind i et højere energiniveau, hvorimod absorption er processen med at overføre energi fra en foton til et bestemt objekt.
Begreberne absorption og excitation er nyttige inden for områderne kvantemekanik, analytisk kemi, relativitetsteori og mange andre. Du har brug for en god forståelse af disse udtryk for at forstå indholdet af disse felter korrekt. Begreberne absorption og excitation er også de grundlæggende begreber inden for spektroskopi og spektrometri.
Hvad er excitation?
Excitation er overførslen af et system, der er i lavenergitilstand, til en tilstand med høj energi. Dette udtryk kan således diskuteres vedrørende en elektron bundet til kernen i grundtilstanden. Kvantemekanik antyder, at en elektron kun kan tage specifikke energitilstande. Desuden er sandsynligheden for at finde en elektron mellem disse stationære tilstande nul. Derfor er energiforskellene mellem de to stadier diskrete værdier. Det betyder; en elektron kan absorbere eller udsende energier svarende til enhver forskel mellem stationære tilstande, men ikke derimellem.
Figur 01: Excitation ved bestråling
Excitation er processen med at absorbere en sådan foton for at gå op til et højere energiniveau. Den modsatte excitationsproces er at udsende en foton for at komme ned til et lavere energiniveau. Hvis energien af den indfaldende foton er tilstrækkelig stor nok, vil elektronen bevæge sig til en meget stor energitilstand og dermed fjerne sig selv fra atomet. Vi kalder det "ionisering".
Hvad er absorption?
Absorption er et udtryk, vi generelt bruger til at identificere en mængde, der bliver en del af en anden mængde. I kemi bruger vi hovedsageligt udtrykket absorption i betydningen elektromagnetiske bølger. Absorptionen af elektromagnetiske bølger refererer til overførselsprocessen af fotonens energi til det system, hvori fotonen er blevet absorberet. I absorptionsprocessen går den indfaldende foton tabt.
Lad os tage et system med en enkelt elektron bundet til kernen. Antag for eksempel, at elektronen er i grundtilstand. Hvis en foton kolliderer med elektronen, kan elektronen absorbere fotonen afhængig af fotonens energi. Desuden, hvis energien af fotonen er lig med energiforskellen mellem grundtilstanden og en anden tilstand, kan elektronen absorbere fotonen. Men hvis fotonens energi ikke er lig med et energigab, vil fotonen ikke blive absorberet. Fotonen har indledende momentum på grund af massen af fotonen. Det forårsager en momentumændring af elektronen, når fotonen absorberes. Absorption er hovedprincippet i absorptions- og emissionsspektrene.
Figur 02: Absorptionsspektre for carotenoider
Hvad er forskellen mellem excitation og absorption?
Excitation er ændringen af et systems tilstand til en tilstand med højere energi, mens absorption er energioverførslen fra en foton til et system. Derfor er den vigtigste forskel mellem excitation og absorption, at excitation er processen med at absorbere en foton og bevæge sig ind i et højere energiniveau, mens absorption er processen med at overføre energi fra en foton til et bestemt objekt.
Ydermere, for at excitation skal opstå, skal absorption ske, og for at absorption kan forekomme, skal systemet være exciteret. Derfor er absorption og excitation gensidige processer.
Opsummering – Excitation vs Absorption
Excitation og absorption er nært beslægtede udtryk. Den vigtigste forskel mellem excitation og absorption er, at excitation er processen med at absorbere en foton og bevæge sig ind i et højere energiniveau, hvorimod absorption er processen med at overføre energi fra en foton til et bestemt objekt.
