Interacción De La Energía Con La Materia: Emisión, Absorción Y Emisión Estimulada.

Interacción de la energía con la materia: Emisión, absorción y emisión estimulada.

En este trabajo explicaremos las generalidades de la interacción de la energía (en este caso presentada como radiación electromagnética) con la materia.

Para comenzar es importante tener claro que la radiación electromagnética es una clase de energía que se propaga por el espacio a gran velocidad. Puede manifestarse como calor radiado, luz visible, rayos X, rayos gamma, etc. La radiación electromagnética se propaga a través del vacío descrita con un modelo de ondas sinusoidales, sin embargo este modelo falla al explicar los fenómenos de absorción y emisión de energía radiante, por ello acudimos a un modelo en el que la radiación electromagnética se contempla en forma de fotones, en este modelo la energía del fotón es proporcional a la frecuencia de la onda de la radiación.

Los niveles de energías asociados con las moléculas, átomos y núcleos son en general niveles de energías discretos, cuantizados, y las transiciones entre esos niveles, implican normalmente la absorción o emisión de fotones.

Absorción de radiación

Cuando la radiación pasa a través de la materia en cualquiera de sus estados, algunas frecuencias se eliminan por un proceso en el que se transfiere la energía electromagnética en forma de fotones a los átomos, iones o moléculas que constituyen una muestra, a este proceso se le llama absorción. Estas partículas pasan desde su estado fundamental a uno o varios estados de energía mas elevada.

Los átomos, moléculas o iones tienen un número limitado de niveles de energía y para que se produzca la absorción de la radiación es necesario que la energía de los fotones excitadores coincida con la diferencia de energías entre el estado fundamental y uno de los estados excitados de las especies absorbentes. Esta diferencia de energía entre el estado fundamental y un estado excitado es única para cada especie, por esto es útil para caracterizar los constituyentes de una muestra de materia.

El tiempo de un átomo o molécula excitada es pequeño, y existen procesos de relajación que les ayuda a volver a su estado fundamental. La relajación implica la perdida de energía, sucede que la energía de excitación se transforma en energía cinética al colisionar con otras moléculas.

Emisión de radiación

La radiación electromagnética se da cuando partículas excitadas pueden saltar de un estado mas alto a un estado más bajo de energía, al hacerlo estas van cediendo su exceso de energía en forma de fotones. La radiación que es emitida por una fuente excitada se caracteriza por un espectro de emisión el cual es un conjunto de frecuencias de ondas electromagnéticas emitidas por átomos.

Emisión Estimulada

Si un electrón se encuentra ya en un estado excitado, entonces, un fotón incidente con energía

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