Πώς τα άτομα εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα;
1. Τα ηλεκτρόνια υπάρχουν στα επίπεδα ενέργειας:
* Τα άτομα έχουν πυρήνα που περιέχει πρωτόνια και νετρόνια και γύρω από αυτόν τον πυρήνα είναι ένα σύννεφο ηλεκτρονίων.
* Τα ηλεκτρόνια υπάρχουν σε συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας ή τροχιακά. Αυτά τα επίπεδα κβαντοποιήθηκαν, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να διατηρούν μόνο συγκεκριμένες, διακριτές ποσότητες ενέργειας.
2. Έντονη κατάσταση:
* Όταν ένα άτομο απορροφά την ενέργεια, για παράδειγμα, από τη θερμότητα, το φως ή τις συγκρούσεις, τα ηλεκτρόνια του μπορούν να μεταβούν σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.
* Αυτό ονομάζεται διεγερμένη κατάσταση . Το ηλεκτρόνιο είναι τώρα ασταθές και θέλει να επιστρέψει σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας.
3. Εκπομπή φωτονίων:
* Για να επιστρέψει στο σταθερό, χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας, το διεγερμένο ηλεκτρόνιο απελευθερώνει την περίσσεια ενέργειας ως πακέτο ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ονομάζεται A Photon .
* Η ενέργεια του φωτονίου είναι ακριβώς ίση με τη διαφορά στην ενέργεια μεταξύ των δύο επιπέδων.
4. Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα:
* Η ενέργεια του φωτονίου καθορίζει τη συχνότητά του, η οποία με τη σειρά του καθορίζει τον τύπο της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται.
* Τα φωτόνια χαμηλής ενέργειας αντιστοιχούν σε ραδιοκύματα, ενώ τα φωτόνια υψηλής ενέργειας αντιστοιχούν σε ακτίνες γάμμα. Το ορατό φως πέφτει κάπου στη μέση του φάσματος.
5. Τύποι εκπομπών:
* αυθόρμητη εκπομπή: Αυτός είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος εκπομπής. Το ενθουσιασμένο ηλεκτρόνιο απελευθερώνει αυθόρμητα ένα φωτόνιο και επιστρέφει στην κατάσταση του εδάφους του.
* Διεγερμένη εκπομπή: Αυτό συμβαίνει όταν ένα εξωτερικό φωτόνιο με την ίδια ενέργεια με τη διαφορά ενέργειας μεταξύ των διεγερμένων και εδάφους των καταστάσεων αλληλεπιδρά με το άτομο. Αυτή η αλληλεπίδραση διεγείρει το άτομο για να εκπέμπει ένα άλλο φωτόνιο με την ίδια ενέργεια και φάση με το εξωτερικό φωτόνιο. Αυτή είναι η αρχή πίσω από τα λέιζερ.
Συνοπτικά:
Τα άτομα εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα όταν τα ηλεκτρόνια τους μετάβαση από υψηλότερο επίπεδο ενέργειας σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας. Η διαφορά ενέργειας μεταξύ αυτών των επιπέδων καθορίζει τη συχνότητα (και επομένως τον τύπο) της εκπομπής ακτινοβολίας.
