Procesos CunticosLas propiedades cunticas dominan los campos de la fsica atmica y molecular. La radiacin est cuantizada de tal manera que, para una determinada frecuenciade radiacin, solo puede haber un valor de energa cuntica en los fotones de la radiacin. Los niveles de energa de los tomos y molculas, solo pueden tener ciertos valores cuantizados. Las transiciones entre estos estados cuantizados, ocurre en los procesos de absorcin, emisin, y emisin estimulada de fotones. Todos estos procesos requieren que la energa del fotn dado por la frmula de lanc!, sea igual a la separacin de energas del par de estados de energas cunticas participantes.Interaccin de la Radiacin con la MateriaEspectro Electromagntico"ndice #yperhysics$$$$$%sica &untica M Olmo R Nave'trsAbsorcin y EmisinTomando como e(emplo las transiciones de electrones asociadas en las interacciones visible y ultravioleta con la materia, la absorcin de un fotn ocurrir solamente cuando la energa cuntica del fotn, coincida precisamente con la separacin de energas entre los estados inicial y final. )n la interaccin de la radiacin con la materia, si no hay un par de estados de energa tal, que la energa del fotn pueda elevar el sistema desde el estado inferior al superior, entonces el material ser transparente a esa radiacin.Los niveles de energas asociados con las molculas, tomos y n*cleos son en general niveles de energas discretos, cuantizados, y las transiciones entre esos niveles, implican normalmente la absorcin o emisin de fotones. 'qu se ha utilizado como e(emplo los niveles de energa del electrn, pero en las vibraciones y rotaciones moleculares tambin e+isten niveles de energa cuantizados. Las transiciones entre estados cunticos vibracionales, ocurren normalmente en el infrarro(o, y las transiciones entre estados cunticos rotacionales, estn normalmente en la regin de las microondas del espectro electromagntico.)n los electrones e+citados de los tomos o molculas, es posible que tenga lugar alg*n otro tipo de interaccin, que disminuya su energa antes de que pueda hacer una transicin descendente. )n ese caso podran emitir un fotn de inferior energa y mayor longitud de onda. )ste proceso si ocurre esencialmente de forma instantnea, se llama fluorescencia. Tambin es posible que el material pueda sostener la energa de e+citacin por un largo tiempo, haciendo gradualmente transiciones descendentes con emisin. )sta emisin retardada se denomina fosforescencia. uesto que por los coeficientes de )instein ' y ,, se sabe que las probabilidades de absorcin y emisin son iguales, la e+istencia de la fosforescencia, podra implicar que tuvo lugar alguna interaccin rapidamentedespues de la absorcin inicial, que puso los electrones en un estado mucho mas estable y de larga vida, de modo que no pudieron caer inmediatamente hacia aba(o."ndice-nteraccin de la .adiacin con la /ateria%luorescencia #yperhysics$$$$$%sica &untica M Olmo R Nave'trsEmisin Estimulada0i un electrn se encuentra ya en un estado e+citado, 1en un nivel de energa superior, en contraste con su nivel ms ba(o posible o 2estado fundamental23, entonces, un fotn incidente con energa cuntica igual a la diferencia de energa entre el nivel actual del electrn y un nivel inferior, puede 2estimular2 una transicin a ese nivel ms ba(o, produciendo un segundo fotn con la misma energa que el incidente. &uando una poblacin considerable de electrones se encuentra en niveles "ndice&onceptosde Lasersuperiores, esta condicin se conoce como 2inversin de poblacin2, y prepara el escenario para la emisin estimulada de m*ltiples fotones. )sta es la condicin previa para la amplificacin de la luz que se produce en unlser, y dado que los fotones emitidos tienen un tiempo definido y una relacin de fase entre s, la luz tiene un alto grado de coherencia.'l igual que la absorcin y la emisin, la emisin estimulada requiere que la energa del fotn dado por la frmula de lanc!, sea igual a la separacin de energas del par de estados cunticos de energas participante.Interaccin de la Radiacin con la Materia-nversin de oblacin Luz &oherente #yperhysics$$$$$%sica &untica M Olmo R Nave'trsFluorescencia0i un fotn de alta energa es absorbido por un tomo o molcula mediante la e+citacin de un electrn y, a continuacin este se somete rpidamente a alguna interaccin con la red cristalina, o alg*n proceso de colisin, el electrn e+citado puede ser transferido a un estado cuntico inferior. 0i el electrn hace una transicin de vuelta a su estado original, entonces, el fotn emitido ser de menor energa de fotn y mayor longitud de onda.#ay muchas aplicaciones *tiles de fluorescencia. La 2iluminacin fluorescente2 com*n, hace uso del hecho de que ciertos fsforos cuando son bombardeados con luz en el ultravioleta, se ven fluorescente en m*ltiples longitudes de onda en el rango de luz visible. uesto que el vapor de mercurio en las lmparas fluorescentes, tiene una fuerte emisin en el ultravioleta cuando est e+citado elctricamente, esa luz 45 puede causar que los revestimientos de fsforo en los tubos, se iluminen en el espectro visible, produciendo una fuente de luz mucho ms eficiente que las luces incandescentes./uchos minerales fosforecen y se puede ver un resplandor visible cuando se iluminan con luz ultravioleta. La fluorescencia puede ser una herramienta *tilpara el estudio de los minerales. &on algunos sistemas se puede hacer espectroscopia de fluorescencia e+tensiva, mediante el bombardeo con fotones de alta energa, y la medicin del espectro de la luz producida por fluorescencia. ' menudo se utilizan los rayos 6 como fuente, y se estudian los fotones emitidos por fluorescencia, en el 45 y el visible."ndice&onceptosde Lser/uchos tipos de mariposas son fluorescentes, y cuando se iluminan con luz ultravioleta brillan en el visible. La fluorescencia puede causar que los ob(etos aparezcan ms brillante, si se absorbe la luz de longitud de onda corta, y la devuelve por fluorescencia con una mayor longitud de onda. 'lgunos tipos de agentes blanqueadores para la ropa, hacen uso de este principio 7el detergente puede contener un agente fluorescente que capta parte de la luz solar de longitud de onda corta, y la reemite por fluorescencia en una longitud de onda ms larga, del rango visible.-nteraccin de la .adiacin con la /ateria'bsorcin y )misin #yperhysics$$$$$%sica &untica M Olmo R Nave'trs