Πώς είναι τα διακριτά μήκη κύματος του φωτός που εκπέμπονται από ένα διεγερμένο αέριο;
1. Επίπεδα κβαντισμένων ενεργειακών επιπέδων
* Άτομα και ηλεκτρόνια: Τα άτομα αποτελούνται από πυρήνα που περιβάλλεται από ηλεκτρόνια. Αυτά τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας, όπως τα σκαλοπάτια σε μια σκάλα. Μπορούν να υπάρχουν μόνο σε αυτά τα διακριτά επίπεδα ενέργειας, όχι στο μεταξύ.
* κατάσταση εδάφους: Τα ηλεκτρόνια συνήθως διαμένουν στο χαμηλότερο δυνατό επίπεδο ενέργειας, γνωστά ως κατάσταση εδάφους.
* διεγερμένη κατάσταση: Όταν ένα άτομο απορροφά ενέργεια (π.χ. από τη θερμότητα, τις συγκρούσεις ή το φως), ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να μεταβεί σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας, να γίνει "ενθουσιασμένος".
2. Απορρόφηση και εκπομπή ενέργειας
* Απορρόφηση: Η ενέργεια που απορροφάται από το άτομο πρέπει να ταιριάζει με την ακριβή ενεργειακή διαφορά μεταξύ της κατάστασης εδάφους και της διεγερμένης κατάστασης.
* εκπομπή: Η ενθουσιασμένη κατάσταση είναι ασταθής. Το ηλεκτρόνιο πέφτει γρήγορα πίσω σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας, απελευθερώνοντας τη διαφορά ενέργειας με τη μορφή φωτονίου (ένα πακέτο φωτός ενέργειας).
* Διακριτά μήκη κύματος: Η διαφορά ενέργειας μεταξύ των δύο επιπέδων ενέργειας καθορίζει την ενέργεια του φωτονίου. Δεδομένου ότι τα επίπεδα ενέργειας είναι κβαντισμένα (διακριτά), τα εκπεμπόμενα φωτόνια έχουν συγκεκριμένες, διακριτές ενέργειες, οδηγώντας στην εκπομπή διακριτών μήκους κύματος φωτός.
3. Ο ρόλος του αερίου
* Διακοπή σύγκρουσης: Σε ένα φυσικό αέριο, οι συγκρούσεις μεταξύ των ατόμων μπορούν να μεταφέρουν ενέργεια, προκαλώντας κάποια άτομα να ενθουσιαστούν.
* πολλά άτομα: Ένα αέριο περιέχει πολλά άτομα, οπότε θα υπάρξει μια ποικιλία μεταβάσεων μεταξύ διαφορετικών επιπέδων ενέργειας, με αποτέλεσμα την εκπομπή πολλών διακριτών μήκους κύματος.
* φασματοσκοπία: Το μοναδικό πρότυπο των μήκους κύματος που εκπέμπονται από ένα αέριο μπορεί να αναλυθεί χρησιμοποιώντας ένα φασματοσκόπιο, παρέχοντας ένα "δακτυλικό αποτύπωμα" που προσδιορίζει το αέριο.
Συνοπτικά:
1. Κοσβατικά επίπεδα ενέργειας Στα άτομα επιτρέπουν τα ηλεκτρόνια να υπάρχουν μόνο σε συγκεκριμένες ενέργειες.
2. απορρόφηση ενέργειας διεγείρει ένα ηλεκτρόνιο σε υψηλότερο επίπεδο.
3. εκπομπή ενέργειας Εμφανίζεται καθώς το διεγερμένο ηλεκτρόνιο πέφτει πίσω σε χαμηλότερο επίπεδο, απελευθερώνοντας ένα φωτόνιο με συγκεκριμένη ενέργεια, που αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος.
4. Πολλές μεταβάσεις Σε ένα αέριο δημιουργήστε ένα φάσμα διακριτών μήκους κύματος που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό του αερίου.
