Σε ατομικό επίπεδο πώς η απορρόφηση των φωτονίων αυξάνει μια κινητική ενέργεια αερίου;
1. Το φωτόνιο:
* Ένα φωτόνιο είναι ένα πακέτο ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, μεταφέροντας μια συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας που προσδιορίζεται από τη συχνότητά του (υψηλότερη συχνότητα =υψηλότερη ενέργεια).
2. Απορρόφηση από ένα άτομο:
* Quantum Leap: Ένα άτομο μπορεί να απορροφήσει μόνο ένα φωτόνιο εάν η ενέργεια του φωτονίου ταιριάζει με τη διαφορά μεταξύ δύο από τα επίπεδα ενέργειας του ατόμου (η ηλεκτρονική διαμόρφωση του). Αυτό είναι σαν μια σκάλα όπου ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να πηδήσει μόνο ανάμεσα σε συγκεκριμένα σκαλοπάτια.
* διεγερμένη κατάσταση: Όταν απορροφηθεί η ενέργεια του φωτονίου, ένα ηλεκτρόνιο μέσα στο άτομο μεταβαίνει σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Αυτή είναι μια "ενθουσιασμένη" κατάσταση.
3. Μεταφορά ενέργειας:
* Η απορροφημένη ενέργεια από το φωτόνιο δεν έχει χαθεί. Τώρα αποθηκεύεται μέσα στο ενθουσιασμένο ηλεκτρόνιο του ατόμου.
* Εσωτερική ενέργεια: Η εσωτερική ενέργεια του ατόμου έχει αυξηθεί λόγω της διέγερσης του ηλεκτρονίου.
4. Χαλάρωση και κινητική ενέργεια:
* De-excitation: Το ενθουσιασμένο ηλεκτρόνιο είναι ασταθές και φυσικά θέλει να επιστρέψει στο χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας του.
* εκπομπή φωτονίων: Για να γίνει αυτό, απελευθερώνει την περίσσεια ενέργειας με τη μορφή άλλου φωτονίου (αυτό συχνά ονομάζεται φθορισμός).
* συγκρούσεις: Εναλλακτικά, το άτομο μπορεί να απελευθερώσει την ενέργεια μέσω συγκρούσεων με άλλα άτομα στο αέριο. Σε αυτές τις συγκρούσεις, το ενθουσιασμένο άτομο μεταφέρει κάποια από την ενέργεια του στο άτομο συγκρούσεων, αυξάνοντας την κινητική του ενέργεια (ταχύτητα).
5. Αυξημένη κινητική ενέργεια:
* Κινητική ενέργεια αερίου: Η αύξηση της κινητικής ενέργειας των μεμονωμένων ατόμων αερίου μεταφράζεται σε υψηλότερη συνολική θερμοκρασία του αερίου.
Συνοπτικά:
Η απορρόφηση φωτονίων διεγείρει το ηλεκτρόνιο του ατόμου, αυξάνοντας την εσωτερική του ενέργεια. Αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται στη συνέχεια μέσω συγκρούσεων, αυξάνοντας την κινητική ενέργεια των ατόμων αερίου και με αποτέλεσμα υψηλότερη θερμοκρασία.
