Όταν η ύλη απορροφά ένα φωτόνιο, ποια είναι η σχέση μεταξύ της ενέργειας πριν και μετά την απορρόφηση ακτινοβολίας μήκους κύματος συχνότητας AbsorPion;
Βασικές έννοιες
* Ενέργεια φωτονίων: Τα φωτόνια είναι πακέτα φωτεινής ενέργειας. Η ενέργεια ενός φωτονίου είναι άμεσα ανάλογη με τη συχνότητα του.
* Συχνότητα και μήκος κύματος: Η συχνότητα (ν) και το μήκος κύματος (λ) σχετίζονται αντιστρόφως. Η υψηλότερη συχνότητα σημαίνει μικρότερο μήκος κύματος.
* σταθερά του Planck: Αυτή η θεμελιώδης σταθερά (h) σχετίζεται με την ενέργεια και τη συχνότητα:e =hν
* Διατήρηση ενέργειας: Η συνολική ενέργεια ενός συστήματος παραμένει σταθερή.
Πώς λειτουργεί η απορρόφηση
1. απορρόφηση φωτονίων: Όταν η ύλη απορροφά ένα φωτόνιο, η ενέργεια του φωτονίου μεταφέρεται στο θέμα.
2. Αλλαγή επιπέδου ενέργειας: Αυτή η απορροφημένη ενέργεια προκαλεί ένα ηλεκτρόνιο μέσα στο θέμα να μεταβεί σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.
3. Διατήρηση ενέργειας: Η ενέργεια του απορροφούμενου φωτονίου είναι ακριβώς ίση με τη διαφορά στα επίπεδα ενέργειας μεταξύ των αρχικών και των τελικών καταστάσεων του ηλεκτρονίου.
Περίληψη σχέσεων
* Ενέργεια πριν από την απορρόφηση: Η ενέργεια του φωτονίου καθορίζεται από τη συχνότητα του (E =Hν) και το μήκος κύματος (E =HC/λ, όπου C είναι η ταχύτητα του φωτός).
* Ενέργεια μετά την απορρόφηση: Η ενέργεια του απορροφημένου φωτονίου αποθηκεύεται μέσα στο θέμα, προκαλώντας ένα ηλεκτρόνιο να μετακινηθεί σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.
* Διατήρηση ενέργειας: Η ενέργεια πριν από την απορρόφηση (ενέργεια φωτονίων) είναι ίση με τη διαφορά ενέργειας στο θέμα μετά την απορρόφηση.
Παράδειγμα
Φανταστείτε ένα άτομο υδρογόνου που απορροφά ένα φωτόνιο. Η ενέργεια του φωτονίου προκαλεί ένα ηλεκτρόνιο να πηδήσει από την κατάσταση του εδάφους (n =1) στην πρώτη διεγερμένη κατάσταση (n =2). Η ενεργειακή διαφορά μεταξύ αυτών των δύο επιπέδων είναι ίση με την ενέργεια του απορροφούμενου φωτονίου.
Συμπερασματικά
Η ενέργεια του φωτονίου πριν από την απορρόφηση υπαγορεύει άμεσα την αλλαγή του επιπέδου ενέργειας στο θέμα μετά την απορρόφηση. Αυτή η σχέση είναι θεμελιώδης για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το φως αλληλεπιδρά με την ύλη σε ατομικό επίπεδο.
