ทำไมอะตอมถึงปล่อยหรือดูดซับแสงของความยาวคลื่นเฉพาะ

ตอบ:

อิเล็กตรอนในอะตอมสามารถครอบครองระดับพลังงานที่อนุญาตเท่านั้น เมื่ออิเล็กตรอนลดลงจากระดับพลังงานที่สูงขึ้นถึงระดับต่ำกว่าพลังงานส่วนเกินจะถูกปล่อยออกมาเป็นโฟตอนของแสงโดยความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานอิเล็กตรอน

คำอธิบาย:

อิเล็กตรอนในอะตอมสามารถครอบครองระดับพลังงานที่อนุญาตเท่านั้น นี่เป็นหนึ่งในผลลัพธ์แรกของกลศาสตร์ควอนตัม ฟิสิกส์คลาสสิกทำนายว่าอิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะตกอยู่ในนิวเคลียสที่มีประจุบวกซึ่งเปล่งแสงสเปกตรัมต่อเนื่องตามที่มันทำเช่นนั้น เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่กรณีเช่นนี้หากไม่มีอะตอมคงที่ มันถูกค้นพบในภายหลังว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเพราะอิเล็กตรอนสามารถครอบครองระดับพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องภายในอะตอม

เมื่ออิเล็กตรอนลดลงจากระดับพลังงานที่สูงขึ้นไปเป็นพลังงานที่ต่ำกว่าพลังงานส่วนเกินจะถูกปล่อยออกมาเป็นโฟตอนของแสง ความยาวคลื่น # Lamda # ของโฟตอนนั้นแปรผกผันกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานอิเล็กตรอน:

# lambda = (c คูณ h) / ข้อความ (เปลี่ยนพลังงานอิเล็กตรอน) #

โดยที่ c คือความเร็วของแสงในสุญญากาศและ h คือค่าคงตัวของพลังค์

อนุญาตให้ใช้ระดับพลังงานบางอย่างเท่านั้นจึงสามารถทำการเปลี่ยนบางช่วงเท่านั้นดังนั้นความยาวคลื่นเฉพาะจึงถูกปล่อยออกมาเมื่ออิเล็กตรอนลดลงถึงระดับพลังงานที่ต่ำกว่า ในทางกลับกันอิเล็กตรอนอะตอมสามารถเลื่อนไปเป็นระดับพลังงานที่สูงขึ้นเมื่อดูดซับโฟตอน อีกครั้งเนื่องจากอนุญาตให้มีการเปลี่ยนเฉพาะบางช่วงเวลาเท่านั้นจึงสามารถดูดซับความยาวคลื่นบางอย่างได้