Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom springt elektron van de grondstaat naar de externe staat?

Elektronen springen niet alleen willekeurig van de grondtoestand naar een opgewonden toestand. Ze hebben hiervoor een specifieke energie -input nodig. Dit is waarom:

1. Kwantummechanica: Elektronen in atomen bestaan ​​in gekwantiseerde energieniveaus, wat betekent dat ze alleen specifieke, afzonderlijke energiewaarden kunnen bezetten. De grondtoestand is het laagste energieniveau en hogere energieniveaus worden geëxciteerde toestanden genoemd.

2. Energieabsorptie: Om een ​​elektron naar een hoger energieniveau (geëxciteerde toestand) te springen, moet het absorberen Een specifieke hoeveelheid energie die precies overeenkomt met het energieverschil tussen de grondtoestand en de opgewonden toestand.

3. Hoe energie wordt geabsorbeerd:

* fotonen: De meest gebruikelijke manier is door een foton te absorberen (een pakje lichte energie). De energie van het foton moet gelijk zijn aan het energieverschil tussen de twee niveaus. Dit is de reden waarom verschillende elementen specifieke golflengten van licht absorberen, wat leidt tot unieke spectrale lijnen.

* botsingen: Elektronen kunnen ook energie krijgen door botsingen met andere deeltjes (zoals elektronen of atomen) als de botsing voldoende energie heeft.

4. Excitatie is tijdelijk: Een elektron in een opgewonden toestand is onstabiel. Het zal uiteindelijk de geabsorbeerde energie vrijgeven en terugkeren naar de grondtoestand. Deze energie -release kan op een paar manieren gebeuren:

* Een foton uitzenden: Het elektron zendt een foton uit met dezelfde energie die het heeft geabsorbeerd, wat resulteert in de emissie van licht.

* Niet-stralende verval: Het elektron verliest energie door botsingen en brengt het over naar andere deeltjes.

Samenvattend:

Elektronen "springen" niet alleen om in een opwelling geëxciteerde staat. Ze vereisen een specifieke energie -input, meestal van het absorberen van een foton of botsen met een ander deeltje. Deze energie -input moet overeenkomen met het verschil tussen de grondtoestand en de gewenste opgewonden toestand. Eenmaal opgewonden, zal het elektron uiteindelijk terugkeren naar de grondtoestand, waardoor de geabsorbeerde energie wordt vrijgegeven.