Tại sao các nguyên tử phát ra hoặc hấp thụ ánh sáng có bước sóng cụ thể?

Tại sao các nguyên tử phát ra hoặc hấp thụ ánh sáng có bước sóng cụ thể?
Anonim

Câu trả lời:

Các electron trong nguyên tử chỉ có thể chiếm một số mức năng lượng được phép. Khi một electron giảm từ mức năng lượng cao hơn xuống mức thấp hơn, năng lượng dư thừa được phát ra dưới dạng một photon ánh sáng, với bước sóng của nó phụ thuộc vào sự thay đổi của năng lượng điện tử.

Giải trình:

Các electron trong nguyên tử chỉ có thể chiếm một số mức năng lượng được phép. Đây là một trong những kết quả ban đầu của cơ học lượng tử. Vật lý cổ điển dự đoán rằng một electron tích điện âm sẽ rơi vào hạt nhân mang điện tích dương phát ra phổ ánh sáng liên tục như nó đã làm. Đây rõ ràng không phải là trường hợp như thể nó sẽ không có các nguyên tử ổn định. Sau đó, người ta đã phát hiện ra rằng điều này đã không xảy ra vì các electron chỉ có thể chiếm các mức năng lượng riêng biệt trong nguyên tử.

Khi một electron giảm từ mức năng lượng cao hơn xuống mức thấp hơn, năng lượng dư thừa được phát ra dưới dạng một photon ánh sáng. Bước sóng, # lamda # của photon tỷ lệ nghịch với sự thay đổi năng lượng điện tử:

# lambda = (c lần h) / văn bản (thay đổi năng lượng điện tử) #

Trong đó c là tốc độ ánh sáng trong chân không và h là hằng số Planck.

Chỉ cho phép các mức năng lượng nhất định, do đó chỉ có các chuyển đổi nhất định là có thể và do đó các bước sóng cụ thể được phát ra khi một electron giảm xuống mức năng lượng thấp hơn. Ngược lại, một electron nguyên tử có thể được thăng cấp lên mức năng lượng cao hơn khi nó hấp thụ một photon. Một lần nữa bởi vì chỉ có sự chuyển đổi nhất định được cho phép, chỉ những bước sóng nhất định có thể được hấp thụ.