●励起状態【れいきじょうたい】

量子力学において，エネルギーが一定の定常状態のうち，エネルギーが最低である基底状態を除いた状態をいう。基底状態にある原子に光や電子などの粒子を当ててエネルギーを与えると，励起状態に移る。励起状態にある原子は，一定の時間 (寿命) 内に光を放出して，より低いエネルギーの励起状態または基底状態に遷移する。これによって，原子のスペクトルを説明することができる。原子核については，事情はほぼ同様であるが，素粒子については，特別な考察が必要である。

量子力学的な系の原子・分子などのとりうる状態のうち、最もエネルギーの低い基底状態よりもエネルギーが高い状態。この状態にある原子や分子は、ふつう光を放出してより低いエネルギー状態へ移行する。

量子力学的な系について，エネルギーのもっとも低い状態を基底状態と呼び，それよりエネルギーの高いものを一括して励起状態と呼ぶ。この呼名は系をよりエネルギーの高い状態に上げることを〈励起する〉というところからきている。多くの場合，基底状態の近くで系がとり得るエネルギー値はとびとびであり，下から順に第一励起状態，第二励起状態……と呼ばれる。高い励起状態のエネルギー値は連続になることが多い。【江沢 洋】

量子力学的な系について、基底状態より高いエネルギーの状態をいう。量子力学的な系とは、原子や分子、固体の中の電子など、また原子核や素粒子など、ニュートン力学によってではなく、量子力学を用いて扱わねばならない系のことである。その一般的特徴は、系のとりうるエネルギーがとびとびの値に限られることで、エネルギーのもっとも低い状態（基底状態）とその上の状態（第一励起状態）、さらにその上の状態（第二励起状態）などとは、有限のエネルギー差をもち判然と区別できる。たとえば、塩化水素分子の回転運動は(ħ²/2I)J(J＋1)（J＝0,1,2,……,ħはプランク定数を2πで割った商、Iは分子の慣性能率）という値のエネルギーでのみおこり、J＝0の基底状態と、J＝1の第一励起状態の間にはħ²/Iだけのエネルギー差があるので、塩化水素の気体で分子どうしが衝突しても、激しい衝突でない限り分子が回転を始めることはない。励起状態にある原子や分子は多くの場合、光を出して基底状態に落ちる。原子核ならγ(ガンマ)線やβ(ベータ)線を出し、中性子などを放出することもある。

［江沢　洋］

『江沢洋著『現代物理学』（1996・朝倉書店）』▽『江沢洋著『量子力学1、2』（2002・裳華房）』

量子力学系の定常状態のうち，基底状態以外のものをいう．電子状態，振動状態，または回転状態のどれか一つだけに注目している場合には，電子励起状態，振動励起状態などともいう．一般には，エネルギーを放射したりほかの系に与えたりして基底状態に遷移するか，分子系の電子励起状態の場合には分解を起こしたりして，系が励起状態にとどまる寿命はきわめて短い(10^－7～10^－10 s)が，そのようなエネルギーを失う過程の確率が小さい場合には，準安定状態となってかなり長い寿命をもつこともある．