Dlaczego atomy emitują lub pochłaniają światło o określonej długości fali?

Odpowiedź:

Elektrony w atomie mogą zajmować tylko pewne dozwolone poziomy energii. Gdy elektron spada z wyższego poziomu energii do niższego, nadmiar energii jest emitowany jako foton światła, którego długość fali zależy od zmiany energii elektronów.

Wyjaśnienie:

Elektrony w atomie mogą zajmować tylko pewne dozwolone poziomy energii. Był to jeden z pierwszych wyników mechaniki kwantowej. Klasyczna fizyka przewidywała, że ujemnie naładowany elektron wpadnie do dodatnio naładowanego jądra emitującego ciągłe spektrum światła, tak jak to miało miejsce. Oczywiście nie jest tak, jakby nie było stabilnych atomów. Odkryto później, że tak się nie stało, ponieważ elektrony mogą zajmować dyskretne poziomy energii w atomie.

Gdy elektron spada z wyższego poziomu energii do niższego, nadmiar energii jest emitowany jako foton światła. Długość fali, # lamda # fotonu jest odwrotnie proporcjonalny do zmiany energii elektronów:

# lambda = (c razy h) / tekst (zmiana energii elektronów) #

Gdzie c to prędkość światła w próżni, a h to stała Plancka.

Dozwolone są tylko pewne poziomy energii, więc tylko niektóre przejścia są możliwe, a zatem określone długości fal są emitowane, gdy elektron spada na niższy poziom energii. I odwrotnie, elektron atomowy może być promowany do wyższego poziomu energii, gdy pochłania foton. Ponownie, ponieważ dozwolone są tylko niektóre przejścia, tylko niektóre długości fal mogą być absorbowane.