Kluczowa różnica między wzbudzeniem a pochłanianiem polega na tym, że wzbudzenie to proces pochłaniania fotonu i przejścia na wyższy poziom energii, podczas gdy absorpcja to proces przekazywania energii z fotonu do określonego obiektu.
Pojęcia absorpcja i wzbudzenie są przydatne w dziedzinie mechaniki kwantowej, chemii analitycznej, teorii względności i wielu innych. Musisz dobrze rozumieć te terminy, aby prawidłowo zrozumieć zawartość tych pól. Pojęcia absorpcji i wzbudzenia są również podstawowymi pojęciami w dziedzinie spektroskopii i spektrometrii.
Co to jest ekscytacja?
Pobudzenie to przeniesienie systemu o niskim stanie energetycznym do stanu o wysokiej energii. Zatem termin ten można omówić w odniesieniu do elektronu związanego z jądrem w stanie podstawowym. Mechanika kwantowa sugeruje, że elektron może przyjmować tylko określone stany energetyczne. Co więcej, prawdopodobieństwo znalezienia elektronu pomiędzy tymi stanami stacjonarnymi wynosi zero. Dlatego różnice energii między dwoma etapami są wartościami dyskretnymi. To znaczy; elektron może absorbować lub emitować energie odpowiadające dowolnej różnicy między stanami stacjonarnymi, ale nie pomiędzy.
Rysunek 01: Wzbudzenie przez napromieniowanie
Ekscytacja to proces pochłaniania takiego fotonu w celu wzniesienia się na wyższy poziom energii. Odwrotnym procesem wzbudzania jest emisja fotonu, który schodzi na niższy poziom energii. Jeśli energia padającego fotonu jest wystarczająco duża, elektron przejdzie do bardzo dużego stanu energetycznego, usuwając się w ten sposób z atomu. Nazywamy to „jonizacją”.
Co to jest absorpcja?
Wchłanianie to termin, którego zwykle używamy do określenia pewnej ilości, która staje się częścią innej. W chemii używamy głównie terminu absorpcja w znaczeniu fal elektromagnetycznych. Absorpcja fal elektromagnetycznych odnosi się do procesu przekazywania energii fotonu do układu, w którym foton został pochłonięty. W procesie absorpcji padający foton jest tracony.
Weźmy układ z pojedynczym elektronem związanym z jądrem. Na przykład załóżmy, że elektron jest w stanie podstawowym. Jeśli foton zderza się z elektronem, elektron może zaabsorbować foton w zależności od energii fotonu. Co więcej, jeśli energia fotonu jest równa różnicy energii między stanem podstawowym a innym stanem, elektron może zaabsorbować foton. Jeśli jednak energia fotonu nie jest równa przerwie energetycznej, foton nie zostanie pochłonięty. Foton ma początkowy pęd ze względu na masę fotonu. Powoduje zmianę pędu elektronu, gdy foton jest absorbowany. Absorpcja jest główną zasadą widm absorpcji i emisji.
Rysunek 02: Widma absorpcji karotenoidów
Jaka jest różnica między wzbudzeniem a absorpcją?
Pobudzenie to zmiana stanu układu na stan o wyższej energii, podczas gdy absorpcja to transfer energii z fotonu do układu. Stąd kluczowa różnica między wzbudzeniem a pochłanianiem polega na tym, że wzbudzenie jest procesem pochłaniania fotonu i przechodzenia na wyższy poziom energii, podczas gdy pochłanianie jest procesem przekazywania energii z fotonu do określonego obiektu.
Ponadto, aby zaszło wzbudzenie, musi nastąpić absorpcja, a aby zaszła absorpcja, system musi być wzbudzony. Dlatego absorpcja i wzbudzenie to procesy wzajemne.
Podsumowanie – Pobudzenie kontra Absorpcja
Ekscytacja i absorpcja to ściśle powiązane terminy. Kluczowa różnica między wzbudzeniem a pochłanianiem polega na tym, że wzbudzenie to proces pochłaniania fotonu i przejścia na wyższy poziom energii, podczas gdy absorpcja to proces przenoszenia energii z fotonu na określony obiekt.
