加振と吸収量の違い

励起と吸収の決定的な違いは、励起は光子を吸収してより高いエネルギー準位に移動する過程であるのに対し、吸収は光子からエネルギーが移動する過程であることである。

励起と吸収の決定的な違いは、励起は光子を吸収してより高いエネルギー準位に移動する過程であるのに対し、吸収は光子のエネルギーを物体に移動させる過程であることである。

吸収と励起という言葉は、量子力学、分析化学、相対性理論など多くの分野で有用である。これらの分野の内容を正しく理解するためには、これらの用語をよく理解する必要があります。また、吸収と励起の概念は、分光学やスペクトロスコピーの分野でも基本的な概念である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. モチベーションとは 3. 吸収とは 4. 横並び比較-表形式でのモチベーションと吸収 5. まとめ

加振は何ですか？

励起とは、システムが低エネルギー状態から高エネルギー状態へ移行することである。そのため、基底状態で原子核に結合している電子を論じることができる。量子力学では、電子は特定のエネルギー状態にしかなれないと考える。さらに、これらの定常状態の間で電子を見つける確率は0である。したがって、2つの準位間のエネルギー差は離散的な値となる。つまり、電子は静止状態間の任意の差に対応するエネルギーを吸収・放出することができるが、その間の差は吸収・放出できない。

図01: 照射励起

この光子をより高いエネルギー準位に吸収することを「励起」という。励起の逆の過程として、光子を放出し、より低いエネルギー準位に落とすことができる。入射した光子のエネルギーが十分に高ければ、電子は非常に高いエネルギー状態へと移動し、原子から離脱する。これを「イオン化」と呼んでいます。

吸収量は何ですか？

吸収とは、通常、ある量が他の量の一部になることを示すために使う用語である。化学では、主に電磁波の意味で吸収という言葉を使うことが多い。電磁波の吸収は、光子のエネルギーが吸収された系に伝達される過程である。吸収の際、入射した光子は失われる。

原子の原子核に電子が1個結合している系を例にとります。例えば、電子が基底状態にあるとする。光子が電子に衝突すると、光子のエネルギーに応じて電子が光子を吸収する。さらに、光子のエネルギーが基底状態とそれ以外の状態のエネルギー差に等しい場合、電子は光子を吸収することができます。しかし、光子のエネルギーがエネルギーギャップに等しくない場合、光子は吸収されない。光子の質量により、光子は初期運動量を持っています。光子が吸収されると、電子の運動量が変化する。吸収は、吸収・発光分光の主原理です。

図02：カロテノイドの吸収スペクトル