Hopp til innhold
X
Innhald

Eksitasjon

Eksitasjon er ein auke i energien til eit system som følgjer lovene i kvantefysikken. Døme på slike system er atom og atomkjernar.

Når eit kvantefysisk system vert stimulert av omgivnadene på ein eller annan måte, kan det finne ein ny måte å organisere seg på og hamne i ein tilstand der det har meir energi. Det er denne prosessen vi kallar eksitasjon, og vi seier at systemet har vorte eksitert. Vanlegvis vil systemet etter ei tid kvitte seg med overskotsenergien og falle tilbake til energitilstanden med lågast energi, som vi kallar grunntilstanden. Overskotsenergien kjem ofte ut i form av lys (foton) eller anna elektromagnetisk stråling. Til dømes oppstår nordlyset på grunn av eksitasjon av, og påfølgjande utsending av lys frå, partiklar i atmosfæren.

Det spesielle med kvantefysikk er at det berre finst nokre få spesifikke eksiterte tilstandar. Til dømes krevst det minst 10,2 elektronvolt med energi for å eksitere eit hydrogenatom frå grunntilstanden sin. Det skil seg fundamentalt frå det vi er vande med i kvardagen, der eksitasjonsnivåa er kontinuerlege. Tenk kor rart det hadde vore om ein kjele med vatn måtte varmast opp til minst 100 gradar før han vart det minste varm, og så plutseleg byrja å koke når kjelen nådde rett temperatur.

Ein annan eigenskap ved eksitasjonar som det er verdt å merke seg, er at eksitasjonsnivåa til eit spesifikt atom eller molekyl er eintydige. Så vidt vi veit har til dømes alle hydrogenatom i heile universet nøyaktig dei same eksitasjonsnivåa, uansett om det er her på jorda eller i ein annan galakse, og uansett korleis atomet vart til. Det er ein eigenskap som astronomar nyttar seg flittig av, fordi det gjer at ein kan sjå kva for stoff som finst i stjerner langt unna ved å studere energien i lyset frå dei.

Eksitasjonar har mange praktiske føremål. Til dømes er sekundet definert ved hjelp av eksitasjonar i grunnstoffet cesium. I kjernefysikken fører eksitasjonar til at nokre grunnstoff er radioaktive, og ein kan måle kor gamle ulike materiale er ved å telje kor mykje radioaktivt stoff som er att i dei. Dette vert kalla karbondatering.

Kjelder

David J. Griffiths: Introduction to Quantum Mechanics (2nd Ed.). New Jersey 2004

P.C. Hemmer: Kvantemekanikk. Trondheim 2005

Først publisert: 05.12.2018
Sist oppdatert: 05.12.2018