emitointimekanismeja

Emitointimekanismit ovat prosesseja, joiden kautta aine emittoi elektromagneettista säteilyä. Ne kattavat tapahtumat sekä atomi- ja molekyylitasolla, plasmoissa sekä astrofyysisissä ympäristöissä.

Spontaani emitointi ja stimuloitu emitointi ovat elektronien energiatilojen purkautumisen perusmuotoja. Spontaanissa emitoinnissa eksitoitunut tila purkautuu itsenäisesti ja fotoni syntyy. Stimuloitu emitointi syntyy, kun toinen fotoni aiheuttaa samanlaisen purkautumisen; tätä ilmiötä hyödynnetään esimerkiksi laser- ja maserteknologiassa. Radiatiivinen rekombinaatio tapahtuu, kun vapaa elektroni liittyy ioniin ja emitoi fotonin. Fluoresenssi ja fosforesenssi ovat viiveellä tapahtuvia emittoitumisia, joihin liittyy erilaisia siirtymiä ja viivettä.

Terminen emitointi, eli continuum-emissio, syntyy kappaleen lämpöliikkeen seurauksena. Mustan kappaleen säteily noudattaa Planckin lakia, ja todelliset aineet poikkeavat siitä emissiviteettinsa mukaan.

Astrofysikaalisissa ja plasmaperäisissä ympäristöissä keskeisiä mekanismeja ovat bremsstrahlung (free-free emitointi), jossa elektronin kiihdytys ionin vaikutuksesta tuottaa fotoneja; synkrotroninen emitointi, relativististen elektroneiden säteily magneettikentissä; sekä inverse Compton -prosessi, jossa fotonien energia kasvaa elektronien törmätessä niihin. Viivemissio johtuu ionien tai molekyylien elektronien siirtymistä tilasta tai rekombinaatiosta sekä vibro- ja rotaatiotilojen vaihteluista; pöly ja kaasumolekyylit tuottavat lisäksi infrapunaisen continuum-emissio ja useita viivasäteitä.

Emitointimekanismien erottaminen spektristä mahdollistaa aineen koostumuksen, lämpötilan ja tiheyden sekä magneettikenttien ominaisuuksien tutkimisen.