Τι συμβαίνει μέσα στο άτομο υδρογόνου για τη δημιουργία γραμμών εκπομπής;
1. Επίπεδα ενέργειας ηλεκτρονίων
* Κοσυμμένη ενέργεια: Τα ηλεκτρόνια στα άτομα μπορούν να υπάρχουν μόνο σε συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας, που ονομάζονται ενεργειακά κελύφη ή τροχιακά. Αυτά τα επίπεδα κβαντοποιούνται, πράγμα που σημαίνει ότι είναι διακριτά και σταθερά. Σκεφτείτε τους σαν σκαλοπάτια σε μια σκάλα, όπου το ηλεκτρόνιο μπορεί να καταλάβει μόνο ένα συγκεκριμένο σκαλοπάτι.
* κατάσταση εδάφους: Το χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας ονομάζεται κατάσταση εδάφους.
* διεγερμένες καταστάσεις: Όταν ένα ηλεκτρόνιο απορροφά ενέργεια (από το φως, τη θερμότητα ή τις συγκρούσεις), μπορεί να μεταβεί σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας, να ενθουσιαστεί.
2. Διαδικασία εκπομπής
* Η διεγερμένη κατάσταση είναι ασταθής: Ένα διεγερμένο ηλεκτρόνιο σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας είναι ασταθές και τελικά θα επιστρέψει σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας.
* απελευθέρωση ενέργειας: Καθώς το ηλεκτρόνιο μεταβαίνει πίσω σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας, απελευθερώνει την υπερβολική ενέργεια ως φωτόνιο φωτός. Η ενέργεια αυτού του φωτονίου είναι ακριβώς ίση με τη διαφορά στην ενέργεια μεταξύ των δύο επιπέδων ενέργειας.
* Ειδικά μήκη κύματος: Δεδομένου ότι τα επίπεδα ενέργειας είναι κβαντισμένα, οι ενεργειακές διαφορές είναι επίσης κβαντισμένες. Αυτό σημαίνει ότι τα εκπεμπόμενα φωτόνια έχουν συγκεκριμένες ενέργειες και επομένως συγκεκριμένα μήκη κύματος (χρώματα) φωτός.
3. Γραμμές εκπομπών
* Φασματικές γραμμές: Τα εκπεμπόμενα φωτόνια δημιουργούν μια σειρά από φωτεινές γραμμές στο φάσμα φωτός, που ονομάζονται γραμμές εκπομπής. Κάθε γραμμή αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη μετάβαση μεταξύ των επιπέδων ενέργειας.
* Μοναδικά για τα στοιχεία: Κάθε στοιχείο έχει ένα μοναδικό σύνολο ενεργειακών επιπέδων και ως εκ τούτου παράγει ένα μοναδικό σύνολο γραμμών εκπομπών, όπως ένα δακτυλικό αποτύπωμα.
Παράδειγμα:Η σειρά Balmer
* Το πιο διάσημο παράδειγμα είναι η σειρά Balmer στο υδρογόνο, το οποίο παράγει ορατό φως.
* Η μετάβαση ηλεκτρόνων από υψηλότερα επίπεδα ενέργειας στο δεύτερο επίπεδο ενέργειας (n =2), δημιουργώντας κόκκινα, μπλε-πράσινα, μπλε και ιώδη γραμμές.
Συνοπτικά:
* Τα επίπεδα ενέργειας είναι κβαντισμένα: Τα ηλεκτρόνια στα άτομα μπορούν να υπάρχουν μόνο σε συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας.
* Η διεγερμένη κατάσταση είναι ασταθής: Όταν ένα ηλεκτρόνιο είναι ενθουσιασμένο, θα επιστρέψει σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας.
* Η ενέργεια απελευθερώνεται ως φως: Αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται ως φωτόνιο φωτός με συγκεκριμένο μήκος κύματος.
* Γραμμές εκπομπής: Αυτά τα φωτόνια δημιουργούν φωτεινές γραμμές στο φάσμα φωτός, μοναδικά σε κάθε στοιχείο.
