¿En qué condiciones puede una molécula / átomo absorber un fotón y luego emitir un fotón más energético, por lo que termina con menos energía?

El proceso que usted describe se llama “dispersión Raman anti-Stokes”. Puede suceder si el átomo o la molécula puede hacer la transición entre al menos tres estados cuánticos diferentes, como se ilustra a continuación:

Fuente : Wikimedia

Algunos antecedentes: en el siglo XIX, Sir George Stokes descubrió que la fluorescencia de materiales como el fluorito y el vidrio de uranio se debían a que el material absorbía luz con cierta longitud de onda y luego la reemitía a una longitud de onda más larga. Este cambio de longitud de onda se denominó “cambio de Stokes”.

En la imagen cuántica moderna, esto corresponde al material fluorescente que absorbe un fotón incidente con energía [math] E_i [/ math] y luego emite un fotón con una energía más baja [math] E_e [/ math] (es decir, [math] E_e <E_i [/ math]). Por lo tanto, el material gana energía [math] E_i – E_e [/ math], que se cede más tarde por un proceso de emisión diferente, o termina calentando el material.

Cuando CV Raman y otros estudiaron la dispersión de la luz por diversos materiales en el contexto de la mecánica cuántica, encontraron que un pequeño número de fotones se dispersaban de forma inelástica , lo que significa que el fotón incidente tiene una energía diferente [math] E_i [/ math] de la del fotón emitido [math] E_e [/ math]. Ahora nos referimos a todos los procesos de dispersión de fotones inelásticos como “dispersión Raman”.

En la mayoría de los casos, el fotón pierde energía (el “cambio de Stokes”). Ocasionalmente, el fotón emitido tendrá más energía que el fotón incidente ([math] E_e> E_i [/ math]), que se denomina un “cambio anti-Stokes”. La pérdida de energía [math] E_e – E_i [/ math] sale del calor en el material.

La relación de las tasas de Stokes a los cambios anti-Stokes en la dispersión Raman depende de la cantidad de átomos o moléculas en la muestra que se encuentran en los diversos estados cuánticos y, por lo tanto, de la temperatura del material. Cuanto más baja sea la temperatura, mayor será la relación de Stokes a los cambios anti-Stokes (evidentemente, a temperatura cero es imposible un cambio anti-Stokes, ya que no hay calor interno para compensar la pérdida de energía del material). Esta relación de las tasas de Stokes a los cambios anti-Stokes se puede usar para medir la temperatura de un material cuando otros métodos no son prácticos.

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Una falsa comprensión común en la mecánica cuántica es que los niveles de energía de los electrones son discretos. Esto solo es cierto en condiciones altamente idealizadas, que en realidad nunca existen. Una de esas condiciones es la ausencia de cualquier calor, y la ausencia de cualquier otra cosa que no sea un solo átomo en todo el universo. [Lo mejor que puedo decir es que este es el ÚNICO caso donde son posibles niveles discretos de energía.]

Si levantamos estas suposiciones, observamos que el calor (fotones de baja energía) puede ser absorbido por los átomos y hacer que se “empujen”, principalmente debido a la masa inercial en su núcleo. Este “empujón” causa una ligera propagación Doppler en la energía de los electrones [más específicamente, una propagación Doppler en la función de onda de los electrones, que, según recuerda, expresa la probabilidad de lo que los electrones pueden hacer / ser].

Así que armado con esta visión aquí hay un mecanismo, aunque no el ÚNICO mecanismo, que puede llevar a un átomo a perder energía:

Supongamos que el átomo es tal que hay dos niveles de energía para los electrones, el estado energético A y B, B> A, donde A y B NO son discretos, sino bandas de energías admisibles. Ahora supongamos que un fotón con nivel de energía B- “pequeño” golpea el átomo, donde pequeño es un número tan pequeño como

Aprendemos aquí que la física es una ciencia coherente, que no abandonas simplemente todas las demás leyes de la física cuando abrazas cuántica. La conservación de energía, el impulso, la difusión, la entropía, el calor, todo esto debe ser considerado. A veces, los maestros simplifican hasta el punto de afirmar teorías inexactas … De ahí la creencia frecuente pero errónea de que “los niveles de energía son enteros discretos en los átomos”. Si esta creencia fuera cierta, entonces no podría obtener el comportamiento que describe.

Alexandre Bueno

Esta es una pregunta extremadamente inteligente … ¡sin sarcasmo ni ofensa!

RESPUESTA PARA TOTAL MORONS O AQUELLOS CON FÍSICA CERO, NO A LA ESCUELA SECUNDARIA.

ESTÁ BASADO EN ESTA CITA, PERO EXPLICADO COMO LA FÍSICA 101 DE “ROLLER DERBY” … ir

MEMORIA CLAVE:

Estoy en un auditorio abarrotado y puedo escuchar a las personas callar mientras el profesor ajusta su micrófono.

él les agradece a todos por estar tranquilos y luego dice que saben que la charla de hoy es sobre los láseres, así que, por favor, continúen hablando entre ustedes mientras preparo una simple demostración de cómo funcionan realmente los láseres.

ABURRANDO …… quiero ver la mierda explotar

Buen hombre levanta su mano, muerto quieto

pregunta si notaron el volumen, estaba bastante tranquilo, correcto … todos asintimos, porque ya estaba

ahora dice uno dos tres cuando levanto mi mano, por favor, todos dicen láser con una voz de conversación normal.

fml esto me va a chupar, creo que tranquilamente en mi cabeza, luego su mano se levanta y escucho un grito virtual como una sola voz EL LÁSER …… LÁSER …… LÁSER

En mi cabeza estoy pensando que esto es lo que quieren decir con luz coherente … ¡el fin!

Así que en nuestro ejemplo de sobreenfriamiento, básicamente estamos pidiendo a los idiotas del derby roller a todos los patines en dos direcciones. En el sentido de las agujas del reloj y en sentido contrario.

En algún momento, usando un tipo de equivalencia de coherencia de láser, estoy siendo lil god por el día, digo, uno, dos, tres chocan con tu pareja asignada y, de repente, un sistema dinámico de cuerpo negro tiene 8 o 10 inconscientes que ya no mueven a los jugadores de derby de rodillos. en el suelo con cero energía cinética, momento angular y así sucesivamente.

Simplemente organizando el sistema de forma espontánea, perderá toda su energía de forma simultánea.

el fin. Oh, espera el verdadero detalle nazis …….

Justo antes de chocar, forman dos cadenas de 4 + 1 donde uno más uno es el más pesado de los 10 y el otro es el más ligero de los dos. (+1 es igual a una esfera elástica idealizada ES1 y ES2)

Esta vez los apuntan (ES 1 y 2) entre sí / al grupo (paquete de ondas, por así decirlo), de modo que el más grande golpee a los cuatro como un grupo con el más pequeño tocando ES2. He visto esto demostrado en un laboratorio con esferas pequeñas y la esfera pequeña alcanza una velocidad de 4 a 100 veces la de su velocidad anterior)

Perdón por elegir Roller Derby, pero es el mejor ejemplo: órbitas circulares, ruedas para menos fricción, momento angular y energía cinética en el espacio-espacio curvo con graivty y cohernece cuántica, todo rodado en uno.

Descargo de responsabilidad, ningún participante de roller derby fue realmente herido en este experimento mental.

Todas las técnicas de enfriamiento por láser se basan en el hecho de que cuando un objeto (generalmente un átomo) absorbe y vuelve a emitir un fotón (una partícula de luz), su momento cambia. Para un conjunto de partículas, su temperatura es proporcional a la variación en su velocidad. Es decir, las velocidades más homogéneas entre partículas corresponden a una temperatura más baja. Las técnicas de enfriamiento por láser combinan la espectroscopia atómica con el efecto mecánico de la luz antes mencionado para comprimir la distribución de la velocidad de un conjunto de partículas, enfriando así las partículas.

Básicamente, usted pregunta ¿CÓMO demonios agrego energía a algo que, en última instancia, le quita energía al sistema?

Su primera pregunta debería ser “¿se ha hecho esto experimentalmente?”, ¡Y sospecho que usted ya sabe que lo ha sido!

Siempre leo las respuestas de otras personas primero, especialmente si alguna de ellas es muy especial antes de poner mi propia cabeza gigante en el tajo.

Rodney Brooks

Todo lo que puedo pensar son las moléculas que reaccionan a la luz de modo que cambian de pareja para que la molécula final requiera menos energía para mantenerse unida. No puedo pensar en ningún compuesto, pero leí en la lata de espuma expandida que la espuma cuando se cura no es resistente a los rayos solares UV y, por lo tanto, se degradan y descomponen en estructuras moleculares más simples con el tiempo a medida que se exponen.

Todo lo que está sucediendo es que estás excitando los electrones que están vinculados a un estado tal que tienden a encontrar una contraparte atómica más adecuada para unirse.
Si se absorbe un fotón, el electrón salta un orbital o suborbital y luego dispara un fotón para bajar si lo desean. Sin embargo, si el fotón saliente tiene más energía que la entrada, entonces el electrón / s ha disminuido en energía en comparación con su condición original. Aquí es donde las cáscaras suborbitales están en la mano para que los electrones puedan colgarse de una manera, pero esto también hace que pierdan enlaces y reaccionen de nuevo con diferentes átomos.