Science >> Wetenschap >  >> Energie

Welk bewijs heeft wetenschappers dat elektron van het ene energieniveau naar het andere kan gaan?

Wetenschappers hebben een verscheidenheid aan bewijs verzameld om het idee te ondersteunen dat elektronen van het ene energieniveau naar het andere kunnen gaan, voornamelijk door spectroscopie en atomaire emissiespectra .

Hier is een uitsplitsing van het belangrijkste bewijs:

1. Atomic Emission Spectra:

* Observatie: Wanneer elementen worden verwarmd of worden onderworpen aan een elektrische afvoer, stoten ze het licht uit van specifieke golflengten, waardoor een uniek spectrum van gekleurde lijnen ontstaat.

* Verklaring: Dit fenomeen wordt verklaard door het idee dat elektronen in een atoom energie kunnen absorberen en naar hogere energieniveaus kunnen springen. Wanneer ze terugkeren naar lagere niveaus, geven ze energie vrij in de vorm van fotonen van licht met specifieke golflengten, overeenkomend met het energieverschil tussen de niveaus.

* bewijs: De verschillende lijnen in atomaire emissiespectra leveren direct bewijs voor gekwantiseerde energieniveaus en elektronenovergangen. Elke lijn vertegenwoordigt een specifieke energietransitie tussen twee energieniveaus in het atoom.

2. Absorptiespectroscopie:

* Observatie: Wanneer licht door een monster van atomen gaat, worden sommige golflengten van licht geabsorbeerd door de atomen, wat resulteert in donkere lijnen in het spectrum.

* Verklaring: Deze donkere lijnen komen overeen met golflengten die overeenkomen met de energieverschillen tussen elektronenergieniveaus in de atomen. Elektronen absorberen energie uit het licht en springen naar hogere energieniveaus.

* bewijs: De golflengten van geabsorbeerd licht correleren direct met de energieverschillen tussen elektronenergieniveaus, wat het idee van gekwantiseerde energieniveaus en elektronenovergangen verder ondersteunt.

3. Foto -elektrisch effect:

* Observatie: Wanneer het licht op een metalen oppervlak schijnt, worden elektronen uit het metaal uitgestoten, een fenomeen dat het foto -elektrische effect wordt genoemd.

* Verklaring: De energie van het licht moet een bepaalde drempelwaarde (de werkfunctie genoemd) overschrijden om elektronen uit te keren. Deze energiedrempel wordt verklaard door het feit dat elektronen in metalen specifieke energieniveaus bezetten.

* bewijs: De afhankelijkheid van elektronenemissie van de lichtfrequentie, in plaats van de intensiteit, ondersteunt het idee dat licht op een gekwantiseerde manier interageert met elektronen, wat duidt op elektronenovergangen.

4. Bohr -model:

* Verklaring: Het Bohr -model van het atoom, hoewel verouderde, verklaarde met succes het waterstofspectrum met behulp van het concept van gekwantiseerde energieniveaus en elektronenovergangen. Dit model, hoewel vereenvoudigd, bood een theoretisch kader voor het begrijpen van het gedrag van elektronen in atomen.

5. Kwantummechanica:

* Verklaring: Kwantummechanica biedt een meer accurate en uitgebreide beschrijving van atomaire structuur en elektronengedrag. Het verklaart de gekwantiseerde aard van elektronenergieniveaus en maakt de berekening mogelijk van de precieze energieën die betrokken zijn bij elektronenovergangen.

* bewijs: De succesvolle voorspellingen van kwantummechanica over atomaire spectra en andere fenomenen versterken het idee van gekwantiseerde energieniveaus en elektronenovergangen als fundamentele aspecten van de atoomstructuur.

Samenvattend wijzen het bewijs van spectroscopie, het foto -elektrische effect, het Bohr -model en de kwantummechanica allemaal naar de conclusie dat elektronen kunnen overstappen tussen gekwantiseerde energieniveaus binnen een atoom, wat leidt tot de emissie of absorptie van licht.