Was passiert, wenn wir ein angeregtes Elektron auf ein höheres Energieniveau anregen? zB regen wir das Wasserstoffelektron von n = 1 auf n = 3 an, bevor es dann in den Grundzustand zurückkehrt, treffen wir es mit einem anderen Photon mit der richtigen Frequenz, um es auf n = 6 zu bewegen:
1- ist das überhaupt möglich?
2- Wie gibt das Elektron seine Energie ab und kehrt in den Grundzustand zurück?
A. Wird es seine gesamte Energie als einzelnes Photon freisetzen und in einem Schritt von n = 6 in den Grundzustand zurückkehren?
B. oder es wird zuerst ein Photon mit der gleichen Frequenz wie das letzte absorbierte Photon freisetzen und von n = 6 nach n = 3 zurückkehren, dann ein weiteres Photon freisetzen und von n = 3 nach n = 1 zurückkehren?
C. oder es wird von n = 6 nach n = 5 zurückkehren und ein Photon freisetzen, dann von n = 5 nach n = 4 und ein weiteres Photon freisetzen und so weiter?
Um die Antwort von Arpad zu erweitern und eine kleine Korrektur anzubieten:
Es ist tatsächlich möglich, ein Atom mit einem Multiphotonenprozess anzuregen. Der Zwischenzustand muss nicht einmal real sein, er kann „virtuell“ sein. Solange die Photonen sich zur Energiedifferenz zwischen Zuständen aufaddieren, ist es möglich, ein Elektron in einem Atom in den höheren Energiezustand anzuregen. Zum Beispiel: Sprich die Energiedifferenz zwischen Grund- und erstem angeregten Zustand ist , dann können Sie den Übergang mit einem einzelnen 532-nm-Photon oder zwei 1064-nm-Photonen anregen.
Sie können auch von einem angeregten Zustand zu einem anderen, höheren, angeregten Zustand anregen (wie in Ihrer Frage). Dies ist nicht unbedingt "unwahrscheinlich" (... "die Wahrscheinlichkeit, das Elektron auf ein noch höheres Energieniveau anzuregen, ist gering"), wie Arpad sagte; Der Zwischenzustand könnte ein langlebiger Zustand sein (wie ein metastabiler Zustand), oder Sie können beide Laser gleichzeitig auf Ihre Probe richten, sodass die erforderlichen zwei Photonen schnell hintereinander eintreffen.
Wenn Sie das Problem pfadintegral angehen, erfolgt der Zerfall tatsächlich entlang aller Pfade (in Ihrem Beispiel: A, B, C). Die Pfade interferieren konstruktiv oder destruktiv, um Ihnen die Wahrscheinlichkeit für einen bestimmten Pfad zu geben. Einige Pfade werden dominieren (am wahrscheinlichsten sein). Sie wissen nicht, welcher Zerfallsweg am wahrscheinlichsten ist, bis Sie ihn immer wieder messen. Mit genügend Messungen haben Sie eine statistische Verteilung, die Ihnen die verschiedenen Wahrscheinlichkeiten verschiedener Pfade zeigt. Im Prinzip könnte man das auch berechnen.
Es ist möglich, aber die Wahrscheinlichkeit, das Elektron auf ein noch höheres Energieniveau anzuregen, ist gering, da das Elektron gemäß QM für eine begrenzte Zeit auf dem höheren (instabilen) Energieniveau bleibt.
Es heißt Entspannung und kann in mehreren Schritten erfolgen. Auch wenn das Elektron wie in Ihrem Fall in einem oder zwei Schritten angeregt wurde, bedeutet dies nicht, dass die Entspannung in denselben Schritten ablaufen wird. Die Relaxation kann in einem Schritt erfolgen, wenn das Elektron in den Grundzustand zurückkehrt und ein einzelnes Photon mit der entsprechenden Energie freisetzt. Oder die Entspannung kann in mehreren Schritten erfolgen, wobei das Elektron bei jedem Schritt ein Photon mit den entsprechenden Energieniveaus freisetzt.
A, B, C sind alle möglich. Es sind alles Wahrscheinlichkeiten. Das Elektron kann in einem einzigen Schritt oder in mehreren Schritten in den Grundzustand zurückkehren.
Es ist möglich, das Elektron mit mehreren Photonen anzuregen. Siehe hier: https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.97.134112
anna v