Excitácia (zvýšenie energie)

Excitácia alebo (vz)budenie je zvýšenie energie atómu, jadra atómu, molekuly či kryštálu nad jeho základnú energiu. Po excitácii je daný systém v tzv. excitovanom stave, teda stave s vyššou energiou ako je základný energetický stav daného atómu. Tento prebytok energie sa obyčajne uvoľňuje vo forme elektromagnetického žiarenia. Opakom excitácie je deexcitácia.

Excitácia sa využíva pri mnohých chemických stanovanieach, napríklad Mössbauerovej spektroskopii.

Atóm 
V prípade jednoduchého atómu sa excitácia prejaví ako preskok elektrónu v atóme na vyššiu energetickú hladinu. Pri excitácii musí elektrón získať určitú energiu (excitačná energia) vo forme žiarenia alebo zrážkou s inou časticou.

Excitácia žiarením (fotoexcitácia) nastáva pri absorpcii fotónu elektrónom, ak energia fotónu zodpovedá energii potrebnej na preskok z nižšej energetickej hladiny na vyššiu (viazane viazaný prechod).

Excitácia nárazom vzniká zrážkou atómu s voľným elektrónom (zriedkavo aj s iónom alebo s iným atómom), pričom atóm odoberie voľnému elektrónu energiu potrebnú na preskok viazaného elektrónu v atómovom obale z nižšej energetickej hladiny na vyššiu. Ak je energia narážajúceho elektrónu vyššia, môže nastať ionizácia, t. j. úplné uvoľnenie sa pôvodne viazaného elektrónu od atómu (viazane voľný prechod). Atóm zotrvá v stave excitácie len veľmi krátko (obyčajne do 10-8 s), jeho vzbudený elektrón sa vráti samovoľne do pôvodného energetického stavu (deexcitácia) a vyžiari pritom získanú energiu E vo forme fotónu vlnovej dĺžky λ = hc/E, kde h je Planckova konštanta a c rýchlosť svetla (emisia žiarenia, spektrálna čiara). Relatívny počet atómov, ktoré sú v podmienkach termodynamickej rovnováhy v excitovanom stave, vyjadruje Boltzmannova rovnica.

Referencie

Kvantová mechanika
Fyzikálna chémia