Πώς μπορεί να βοηθήσει η ύπαρξη φάσματος για να αποδείξει ότι υπάρχουν ενεργειακά επίπεδα στα άτομα;
1. Φάσματα εκπομπής:
* Παρατήρηση: Όταν τα άτομα είναι ενθουσιασμένα (με θερμότητα, ηλεκτρική ενέργεια κλπ.), Εκπέμπουν φως σε συγκεκριμένα μήκη κύματος, δημιουργώντας ένα ξεχωριστό πρότυπο φωτεινών γραμμών που ονομάζονται ένα φάσμα εκπομπής .
* Επεξήγηση: Τα άτομα μπορούν να απορροφήσουν και να εκπέμπουν ενέργεια σε συγκεκριμένες, διακριτές ποσότητες που ονομάζονται quanta . Όταν ένα ηλεκτρόνιο μεταβαίνει από υψηλότερο επίπεδο ενέργειας σε χαμηλότερο, απελευθερώνει ένα φωτόνιο με ενέργεια ίση με τη διαφορά μεταξύ αυτών των επιπέδων. Αυτό το εκπεμπόμενο φωτόνιο αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος φωτός, δημιουργώντας μια φωτεινή γραμμή στο φάσμα.
2. Φάσματα απορρόφησης:
* Παρατήρηση: Όταν το λευκό φως διέρχεται από ένα δείγμα αερίου, απορροφάται ορισμένα μήκη κύματος, αφήνοντας σκοτεινές γραμμές στο κατά τα άλλα συνεχή φάσμα. Αυτό ονομάζεται φάσμα απορρόφησης .
* Επεξήγηση: Τα άτομα μπορούν να απορροφήσουν μόνο την ενέργεια που αντιστοιχεί στις ενεργειακές διαφορές μεταξύ των κβαντισμένων επιπέδων τους. Όταν ένα φωτόνιο με τη σωστή ενέργεια αλληλεπιδρά με ένα άτομο, ένα ηλεκτρόνιο πηδά σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Η ενέργεια που απορροφάται η ενέργεια είναι ακριβώς η διαφορά μεταξύ αυτών των επιπέδων, με αποτέλεσμα μια σκοτεινή γραμμή σε αυτό το συγκεκριμένο μήκος κύματος στο φάσμα.
Βασικά σημεία:
* Διακριτές γραμμές: Το γεγονός ότι τα φάσματα αποτελούνται από διακριτές γραμμές, αντί από μια συνεχή εξάπλωση των χρωμάτων, υποδηλώνει έντονα ότι τα επίπεδα ενέργειας στα άτομα κβαντοποιούνται.
* Μοναδικά φασματικά δακτυλικά αποτυπώματα: Κάθε στοιχείο έχει μια μοναδική φασματική υπογραφή, όπως ένα δακτυλικό αποτύπωμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα επίπεδα ενέργειας μέσα σε ένα άτομο είναι ειδικά για αυτό το στοιχείο, οδηγώντας σε μοναδικούς συνδυασμούς μήκους κύματος που εκπέμπονται ή απορροφώνται.
* Μοντέλο BOHR: Το μοντέλο του Niels Bohr για το άτομο, το οποίο εισήγαγε την έννοια των επιπέδων κβαντισμένων ενεργειακών επιπέδων, ήταν σε θέση να εξηγήσει με επιτυχία τις παρατηρούμενες φασματικές γραμμές υδρογόνου.
Συμπέρασμα:
Η ύπαρξη φάσματος, με τις ξεχωριστές γραμμές και τα μοναδικά δακτυλικά αποτυπώματα για κάθε στοιχείο, παρέχει επιτακτικές αποδείξεις για την ποσοτικοποίηση των επιπέδων ενέργειας στα άτομα. Αυτά τα φάσματα χρησιμεύουν ως οπτική εκδήλωση της υποκείμενης κβαντικής φύσης της ατομικής δομής.
