สถานะภาคพื้นดินกับสถานะตื่นเต้น
สถานะพื้นและสถานะตื่นเต้นเป็นสองสถานะของอะตอมที่กล่าวถึงภายใต้โครงสร้างอะตอม แนวความคิดเกี่ยวกับสถานะภาคพื้นดินและสถานะทางออกถูกใช้ในด้านต่างๆ เช่น ดาราศาสตร์ กลศาสตร์ควอนตัม การวิเคราะห์ทางเคมี สเปกโทรสโกปี และแม้แต่วิทยาศาสตร์การแพทย์ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีความเข้าใจที่ชัดเจนว่าสภาพพื้นดินและสภาวะตื่นเต้นเป็นอย่างไรเพื่อที่จะเป็นเลิศในสาขาดังกล่าว ในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่าสถานะตื่นเต้นและสถานะพื้นดินคืออะไร ความคล้ายคลึงกัน การใช้งานของสถานะพื้นดินและสถานะตื่นเต้น และสุดท้ายความแตกต่างระหว่างสถานะตื่นเต้นและสถานะพื้นดิน
สถานะพื้น
การจะเข้าใจสถานะพื้น เราต้องเข้าใจโครงสร้างอะตอมเสียก่อน อะตอมที่ง่ายที่สุดคืออะตอมไฮโดรเจน ประกอบด้วยโปรตอนตัวเดียวเป็นนิวเคลียสและอิเล็กตรอนตัวเดียวโคจรรอบนิวเคลียส แบบจำลองคลาสสิกของอะตอมคือนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอมเป็นวงกลม โมเดลคลาสสิกนั้นสมบูรณ์เพียงพอที่จะอธิบายสถานะพื้นดินและสถานะตื่นเต้นของอะตอม แต่แนวคิดบางอย่างของกลศาสตร์ควอนตัมก็จำเป็น สถานะพื้นของระบบกลไกควอนตัมเรียกว่าสถานะพื้นของระบบ ฟังก์ชันคลื่นของคลื่นควอนตัมหนึ่งมิติคือครึ่งความยาวคลื่นไซน์ กล่าวกันว่าระบบได้รับสถานะภาคพื้นดินเมื่อระบบอยู่ที่ศูนย์สัมบูรณ์
ตื่นเต้น
สภาวะตื่นเต้นของอะตอมหรือระบบอื่นๆ ก็ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของระบบด้วย ให้เรามองลึกลงไปในโครงสร้างอะตอมเพื่อที่จะเข้าใจสิ่งนี้อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่โคจรรอบมัน ระยะห่างจากนิวเคลียสขึ้นอยู่กับความเร็วเชิงมุมของอิเล็กตรอน ความเร็วเชิงมุมขึ้นอยู่กับพลังงานของอิเล็กตรอน การตีความเชิงควอนตัมของระบบนี้บอกว่าอิเล็กตรอนไม่สามารถเอาค่าใดๆ มาเป็นพลังงานได้ ปริมาณพลังงานที่อิเล็กตรอนสามารถมีได้นั้นไม่ต่อเนื่อง ดังนั้นอิเล็กตรอนจึงไม่สามารถอยู่ห่างจากนิวเคลียสได้ ฟังก์ชันระยะทางซึ่งอิเล็กตรอนอยู่นั้นไม่ต่อเนื่องกัน เมื่ออิเล็กตรอนได้รับพลังงาน เพื่อให้พลังงานของโฟตอนเป็นช่องว่างพลังงานระหว่างพลังงานปัจจุบันของระบบกับพลังงานที่สูงขึ้นที่ระบบสามารถรับได้ อิเล็กตรอนจะดูดซับโฟตอน อิเลคตรอนนี้จะเข้าสู่สถานะพลังงานที่สูงขึ้น ระดับพลังงานใด ๆ ที่สูงกว่าพลังงานสถานะพื้นดินเรียกว่าระดับตื่นเต้น อิเล็กตรอนที่โคจรในระดับดังกล่าวเรียกว่าอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้น ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น สถานะตื่นเต้นของอิเล็กตรอนไม่สามารถหาค่าใดๆ ได้ตามอำเภอใจใช้ได้เฉพาะค่าเชิงกลของควอนตัมเท่านั้น
สภาพพื้นกับสภาพตื่นเต้นต่างกันอย่างไร
• สถานะพื้นเป็นสถานะพลังงานต่ำสุดของระบบในขณะที่สถานะตื่นเต้นคือสถานะพลังงานใด ๆ ที่สูงกว่าสถานะพื้นดิน
• ระบบมีพลังงานสถานะภาคพื้นดินเพียงหนึ่งเดียว แต่อาจมีสถานะตื่นเต้นที่เป็นไปได้หลายสถานะต่อระบบ