Ground State vs Excited State
Grundtilstand og exciteret tilstand er to tilstande af atomer, der diskuteres under atomstruktur. Begreberne grundtilstand og forladt tilstand bruges inden for områder som astronomi, kvantemekanik, kemisk analyse, spektroskopi og endda medicinske videnskaber. Det er vigtigt at have en klar forståelse af, hvad grundtilstand og ophidset tilstand er for at kunne udmærke sig på sådanne områder. I denne artikel skal vi diskutere, hvad exciteret tilstand og grundtilstand er, deres ligheder, anvendelser af grundtilstand og exciteret tilstand og endelig forskellen mellem exciteret tilstand og grundtilstand.
Ground State
For at forstå grundtilstanden skal man først have en forståelse af den atomare struktur. Det enkleste af atomer er hydrogenatomet. Den består af en enkelt proton som kernen og en enkelt elektron, der kredser om kernen. Den klassiske model af atomet er kernen og elektronerne, der kredser om det i cirkulære baner. Den klassiske model er komplet nok til at beskrive grundtilstanden og den exciterede tilstand af atomer, men nogle begreber om kvantemekanik er påkrævet. Grundtilstand for et kvantemekanisk system er kendt som systemets grundtilstand. Bølgefunktionen af en-dimensionel kvantebølge er halvlængden af en sinusbølge. Et system siges at have opnået sin grundtilstand, når systemet er på det absolutte nulpunkt.
Ophidset tilstand
Exciteret tilstand af et atom eller et hvilket som helst andet system er også baseret på systemets struktur. Lad os se dybere ind i den atomare struktur for at forstå dette. Atomet består af kerne og elektroner, der kredser omkring det. Afstanden fra kernen afhænger af elektronens vinkelhastighed. Vinkelhastigheden er afhængig af elektronens energi. Den kvantemekaniske fortolkning af dette system fortæller, at elektronen ikke bare kan tage nogen værdi som energi. Mængden af energi elektronen kan have er diskret. Derfor kan elektronen ikke være i nogen afstand fra kernen. Afstandsfunktionen, som elektronen befinder sig på, er også diskret. Når en elektron får energi, så fotonens energi er præcis energigabet mellem systemets aktuelle energi og en højere energi systemet kan opnå, vil elektronen absorbere fotonen. Denne elektron vil gå til en tilstand med højere energi. Ethvert energiniveau, der er højere end grundtilstandsenergien, er kendt som exciterede niveauer. Elektronerne, der kredser på sådanne niveauer, er kendt som exciterede elektroner. Som nævnt ovenfor kan elektronens exciterede tilstand ikke tage nogen vilkårlig værdi. Den kan kun tage visse kvantemekaniske værdier.
Hvad er forskellen mellem grundtilstand og exciteret tilstand?
• Jordtilstand er den laveste energitilstand i et system, mens exciteret tilstand er enhver energitilstand, der er højere end grundtilstanden.
• Der er kun én grundtilstandsenergi for et system, men der kan være mange mulige exciterede tilstande pr. system.
