Ljussändning

Ljussändning är processen genom vilken materia avger elektromagnetisk strålning i form av fotoner. Energi i ett system omvandlas därmed till ljus när atomer, molekyler eller aggregat övergår från högre till lägre energitillstånd eller när elektroner överförs mellan nivåer.

Det finns två huvudsakliga mekanismer för ljussändning. Spontan ljussändning uppstår när ett exciterat tillstånd som granats ned utan yttre påverkan återgår till lägre energi och avger ett foton. Stimulerad ljussändning sker när ett befintligt foton träffar ett system i ett excitationsläge och orsakar emission av ett andra foton med samma energi och riktning, vilket är grunden för laserteknologin.

Ljusets spektrum från en ljuskälla kan vara kontinuerligt, seriekopplat avlinjer eller bredare band. En kropp i termisk jämvikt ger ett kontinuerligt spektrum beskrivs av Plancks lag, ofta kallat svartkroppsstrålning. Atomer eller molekyler kan ge upphov till karakteristiska emission- eller absorptionslinjer. Fotonernas energi är E = hν, där ν är frekvensen och h är Plancks konstant. Emissionen påverkas av temperatur, sammansättning och yttre omständigheter i radiativ överföring.

Viktiga begrepp är emissivitet, som beskriver hur effektivt ett material avger strålning jämfört med en svartkropp vid samma temperatur, och radiance, som anger hur mycket ljus som lämnar en yta i en given riktning. Ljussändning har bred användning inom belysning, laser- och optikforskning, spektroskopi och astrofysik.