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激发态的解释

能量高于基态的能量状态。微观粒子系统由于与外界发生相互作用获得能量而处于能量较高的状态。激发态是不稳定的。当原子从激发态跃迁到基态(或能量较低的状态)时，将以光子形式放出相当于这两个定态的能量差的能量。

词语分解

• 激的解释 激 ī 水受阻遏，震荡而涌或飞溅：冲激。激荡。激浊扬清（冲击污水，让清水上来，喻打击坏人坏事，奖励好人好事）。 冷水突然浇淋或冲、泡食物：激酸菜。 鼓动，使人的感情冲动：刺激。激励。 感情冲动：感激。

专业解析

激发态（jī fā tài）是物理学和化学领域的专业术语，指微观粒子（如原子、分子或原子核）吸收能量后，其内部电子从能量较低的稳定状态（基态）跃迁到能量较高的不稳定状态。该状态具有高于基态的能量，且通常不能长久维持，粒子会通过释放光子等形式释放能量回到基态。

详细解释：

1. 核心特征：

   • 能量来源： 粒子需通过吸收光子、热能或与其他粒子碰撞等方式获得额外能量才能达到激发态。
   • 高能级： 粒子内部的电子占据着比基态更高的量子能级轨道。
   • 不稳定性： 激发态是亚稳态，粒子倾向于自发地释放多余能量（如发出荧光、磷光或热能）返回到能量最低、最稳定的基态，这个过程称为退激或弛豫。粒子处于激发态的平均时间称为激发态寿命。

2. 微观机制（以原子为例）：

   • 在原子中，电子通常填充在尽可能靠近原子核的低能级轨道上（基态）。
   • 当原子吸收特定频率的光子时，光子能量恰好等于两个能级间的能量差，电子就能从低能级跃迁到高能级，原子即处于激发态。
   • 激发态电子不稳定，会自发跃迁回低能级，同时释放出光子（能量等于两能级差）。这一过程是原子光谱（发射光谱）产生的物理基础。

3. 应用领域：

   • 光谱学： 激发态是吸收光谱、荧光光谱、磷光光谱等现象研究的核心对象，用于物质成分分析和结构鉴定。
   • 发光材料： 荧光灯、LED、激光器等器件的工作原理依赖于特定材料被激发到激发态后释放光子的特性。
   • 光化学： 许多光化学反应（如光合作用）的起始步骤就是分子吸收光能跃迁至激发态，使其具有更高的反应活性。
   • 核物理： 原子核也存在激发态，研究其性质有助于理解核结构和核反应。

权威来源参考：

• 《现代汉语词典》（第7版）：商务印书馆出版的中国最具权威性的现代汉语规范词典，对“激发态”等科学术语有规范收录和简明定义。
• 《物理学名词》（第三版）：全国科学技术名词审定委员会审定公布，科学出版社出版。该书是物理学领域的权威标准名词工具书，对“激发态（excited state）”有明确定义：“原子、分子或原子核的能量高于基态时的状态。”
• 《化学辞典》：化学工业出版社出版的专业工具书，对激发态有更详细的化学视角阐释，强调其在光化学、光谱学中的核心作用。

这些来源均为国内公认的权威出版物，其定义和解释具有高度的专业性和可信度。

网络扩展解释

激发态是物理学和化学中的重要概念，指微观粒子系统（如原子、分子、电子等）吸收外界能量后，从基态跃迁到更高能级的状态。以下是详细解释：

1.基本定义

激发态是相对于基态而言的。基态是粒子能量最低的稳定状态，而激发态能量更高且不稳定。例如，氢原子的电子从1s轨道跃迁到2p轨道时即处于激发态。

2.形成方式

• 光激发：吸收光子能量实现跃迁，如原子吸收特定波长的光。
• 碰撞激发：通过与其他粒子碰撞获得能量，常见于高温等离子体环境。
• 电激发：电场作用使电子加速并获取能量，如荧光灯中的电子跃迁。

3.特性与行为

• 不稳定性：激发态粒子会自发释放能量（如光子）返回基态或低能态，这一过程称为辐射跃迁。
• 能量释放公式：跃迁时释放的光子能量满足 $$ Delta E = E{text{激发态}} - E{text{基态}} $$，对应特定波长电磁波。
• 化学活性增强：激发态分子中电子云分布改变，键长可能增加，导致反应活性提高。

4.与基态的区别

基态是粒子的默认稳定状态，而激发态需外界能量输入才能维持。例如，常温下大多数原子处于基态，仅当受热或光照时才进入激发态。

5.应用领域

激发态研究对光谱分析、激光技术、光化学反应等至关重要。例如，荧光物质通过电子跃迁释放特定波长光，用于生物标记和显示技术。

如需进一步了解具体实验或公式推导，可参考量子力学教材或相关科研文献。

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