Войти
После поглощения энергии электрон может перейти из основного состояния в возбужденное состояние с более высокой энергией. 
Возбуждения 3d-орбиталей меди на CuO2-плоскости высокотемпературного сверхпроводника; Основное состояние (синий) - это x2-y2 орбитали; возбужденные орбитали - зеленым; стрелками показана неупругая рентгеновская спектроскопия В квантовой механике, возбужденное состояние системы (например, атом, молекула или ядро ) - любое квантовое состояние системы, которое имеет более высокую энергию, чем основное состояние (т. Е. Более энергии, чем абсолютный минимум). Возбуждение - это повышение уровня энергии над произвольным исходным энергетическим состоянием. В физике есть специальное техническое определение для уровня энергии, которое часто связано с переходом атома в возбужденное состояние. температура группы частиц указывает на уровень возбуждения (за заметным исключением систем, которые демонстрируют отрицательную температуру ).
Время жизни системы в возбужденном состоянии обычно невелико: спонтанное или индуцированное излучение кванта энергии (например, фотон или фонон ) обычно возникает вскоре после того, как система переводится в возбужденное состояние, возвращая систему в состояние с более низкой энергией (менее возбужденное состояние или основное состояние). Это возвращение на более низкий энергетический уровень часто в общих чертах описывается как распад и является обратным возбуждению.
Долгоживущие возбужденные состояния часто называют метастабильными. Двумя примерами этого являются долгоживущие ядерные изомеры и синглетный кислород.
Простой пример этой концепции дает рассмотрение атома водорода.
. Основное состояние атома водорода соответствует наличию единственного электрона атома. с наименьшей возможной орбитальной (то есть сферически-симметричной волновой функцией 1s " , которая до сих пор демонстрировала наименьшие возможные квантовые числа ). Придавая атому дополнительную энергию (например, путем поглощения фотона соответствующей энергии), электрон может перейти в возбужденное состояние (состояние с одним или несколькими квантовыми числами больше чем минимально возможный). Если у фотона слишком много энергии, электрон перестанет быть связанным с атомом, и атом станет ионизированным.
После возбуждения атом может вернуться в основное состояние или в более низкое возбужденное состояние, испуская фотон с характерной энергией. Излучение фотонов из атомов в различных возбужденных состояниях приводит к электромагнитному спектру, показывающему серию характерных эмиссионных линий (включая, в случае атома водорода, Лайман, Серия Бальмера, Пашена и Брэкетта.)
Атом в высоком возбужденном состоянии называется атомом Ридберга. Система высоковозбужденных атомов может образовывать долгоживущее конденсированное возбужденное состояние, например конденсированная фаза, полностью состоящая из возбужденных атомов: ридберговское вещество. Водород также может возбуждаться теплом или электричеством.
Совокупность молекул, образующих газ, можно рассматривать в возбужденном состоянии, если одна или несколько молекул подняты до уровней кинетической энергии, так что результирующее распределение скоростей отклоняется от равновесного Распределение Больцмана. Это явление было изучено в случае двумерного газа достаточно подробно, анализируя время, необходимое для релаксации до равновесия.
Возбужденные состояния часто вычисляются с использованием связанных кластеров, теории возмущений Меллера – Плессета,, многоконфигурации -согласованное поле, взаимодействие конфигурации и зависимая от времени теория функционала плотности.
Возбуждение системы (атома или молекулы) от одно возбужденное состояние в возбужденное состояние с более высокой энергией с поглощением фотона называется поглощением в возбужденном состоянии (ESA). Поглощение в возбужденном состоянии возможно только тогда, когда электрон уже перешел из основного состояния в более низкое возбужденное состояние. Поглощение возбужденного состояния обычно является нежелательным эффектом, но может быть полезно при накачке с повышением частоты. Измерения поглощения в возбужденном состоянии выполняются с использованием методов «накачка-зонд», таких как мгновенный фотолиз. Однако их непросто измерить по сравнению с поглощением в основном состоянии, и в некоторых случаях для измерения поглощения в возбужденном состоянии требуется полное просветление основного состояния.
Еще одно следствие Образование возбужденного состояния может быть реакцией атома или молекулы в возбужденном состоянии, как в фотохимии.
