Proč atomy emitují nebo absorbují světlo určitých vlnových délek?

Odpovědět:

Elektrony v atomu mohou zabírat pouze určité povolené hladiny energie. Když elektron klesne z vyšší energetické hladiny na nižší, přebytečná energie je emitována jako foton světla, jehož vlnová délka závisí na změně energie elektronu.

Vysvětlení:

Elektrony v atomu mohou zabírat pouze určité povolené hladiny energie. To byl jeden z prvních výsledků kvantové mechaniky. Klasická fyzika předpověděla, že záporně nabitý elektron by spadl do kladně nabitého jádra vyzařujícího spojité spektrum světla, jak to dělalo. To samozřejmě není ten případ, jako by neexistovaly stabilní atomy. Později bylo zjištěno, že se to nestalo, protože elektrony mohou zabírat pouze diskrétní hladiny energie uvnitř atomu.

Když elektron klesne z vyšší energetické hladiny na nižší, přebytečná energie je emitována jako foton světla. Vlnová délka, # lamda # fotonu je nepřímo úměrná změně elektronové energie:

# lambda = (c krát h) / text (změna energie elektronu) #

Kde c je rychlost světla ve vakuu a h je Planckova konstanta.

Jsou povoleny pouze určité hladiny energie, takže jsou možné pouze určité přechody, a proto jsou vlnové délky emitovány, když elektron klesne na nižší úroveň energie. Naopak atomový elektron může být povýšen na vyšší energetickou hladinu, když absorbuje foton. Opět proto, že jsou povoleny pouze určité přechody, mohou být absorbovány pouze určité vlnové délky.