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Inversione di popolazione: differenze tra le versioni

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Per capire cos'è una inversione di popolazione è necessario prima studiare come è costituita una "popolazione normale" nella meccanica statistica. Prendiamo ad esempio un gruppo di atomi, supponendo per semplicità che possano assumere solo due stati energetici diversi, il primo con energia ''E''<sub>1</sub> e l'altro con energia ''E''<sub>2</sub>. Diciamo che ''E''<sub>2</sub>&gt;''E''<sub>1</sub>, per cui lo stato 1 sarà lo stato fondamentale e il 2 lo stato eccitato.
 
Ogni elettroneatomo nello stato eccitato ha una certa probabilità ''P''<sub>21</sub> di decadere nello stato fondamentale emettendo energia, entro un certo intervallo di tempo, e ogni elettroneatomo nello stato fondamentale ha una certa probabilità ''P''<sub>12</sub> di assorbire energia (dagli altri atomi del sistema, o da urti con l'esterno del sistema stesso) e di passare nello stato eccitato, nello stesso intervallo di tempo. Quindi, il rapporto fra atomi eccitati e atomi normali dipenderà sia dal rapporto fra le due distribuzioni stocastiche (che descrivono il numero di atomi nello stato relativo al passare del tempo) sia dalla temperatura del sistema, che esprime la densità di energia mediamente disponibile nel sistema; poiché le due distribuzioni sono esponenziali, la formula risultante è:
 
:<math>\frac{N_2}{N_1} = \exp{\frac{-(E_2-E_1)}{kT}}</math>
Estratto da "https://it.wikipedia.org/wiki/Inversione_di_popolazione"