מדוע אטומים פולטים או סופגים אור של אורכי גל ספציפיים?

תשובה:

האלקטרונים באטום יכולים לתפוס רק רמות אנרגיה מותרות מסוימות. כאשר אלקטרון נופל מרמת אנרגיה גבוהה יותר לרמה נמוכה יותר, האנרגיה הנוספת נפלטת כפוטון אור, כאשר אורך הגל שלה תלוי בשינוי באלקטרון.

הסבר:

האלקטרונים באטום יכולים לתפוס רק רמות אנרגיה מותרות מסוימות. זו היתה אחת התוצאות המוקדמות של מכניקת הקוונטים. הפיזיקה הקלאסית ניבאה כי אלקטרון טעון שלילי ייפול לתוך גרעין טעון חיובי שמשדר ספקטרום מתמשך של אור כפי שהוא עשה זאת. זה כמובן לא המקרה כאילו לא היו אטומים יציבים. התגלה מאוחר יותר כי זה לא קרה כי אלקטרונים יכולים רק לכבוש את רמות האנרגיה בדידים בתוך האטום.

כאשר אלקטרון נופל מרמת אנרגיה גבוהה יותר לרמה נמוכה יותר, האנרגיה הנוספת נפלטת כפטון אור. אורך הגל, # lamda # של הפוטון ביחס הפוך לשינוי באלקטרונים:

# lambda = (c פעמים h) / טקסט (שינוי באנרגיה אלקטרונים) # #

כאשר C היא מהירות האור בחלל ריק, ו H הוא קבוע של פלאנק.

רק רמות אנרגיה מסוימות מותרות, ולכן רק מעברים מסוימים אפשריים ולכן אורכי גל ספציפיים נפלטות כאשר אלקטרונים טיפות לרמה נמוכה יותר של אנרגיה. לעומת זאת, אלקטרון אטומי ניתן לקדם את רמת האנרגיה גבוהה יותר כאשר הוא סופג פוטון. שוב, כי רק מעברים מסוימים מותרים, רק אורכי גל מסוימים ניתן לספוג.