Hvorfor udsender atomer eller absorberer lys af specifikke bølgelængder?

Svar:

Elektronerne i et atom kan kun optage bestemte tilladte energiniveauer. Når en elektron falder fra et højere energiniveau til en lavere, udgives overskydende energi som en foton af lys med sin bølgelængde afhængig af ændringen i elektronenergi.

Forklaring:

Elektronerne i et atom kan kun optage bestemte tilladte energiniveauer. Dette var et af de tidlige resultater af kvantemekanik. Klassisk fysik forudsagde, at en negativt ladet elektron ville falde i en positivt ladet kerne, der udsender et kontinuerligt spektrum af lys som det gjorde det. Dette er naturligvis ikke tilfældet, som om det var der, ville der ikke være nogen stabile atomer. Det blev senere opdaget, at dette ikke skete, fordi elektroner kun kan optage diskrete energiniveauer inden for atomet.

Når en elektron dråber fra et højere energiniveau til en lavere, udgives overskydende energi som en foton af lys. Bølgelængden, # Lamda # af fotonet er omvendt proportional med ændringen i elektronenergi:

# lambda = (c gange h) / tekst (ændring i elektronenergi) #

Hvor c er lysets hastighed i et vakuum og h er Plancks konstant.

Kun bestemte energiniveauer er tilladt, så kun visse overgange er mulige, og derfor udsendes specifikke bølgelængder, når en elektron falder til et lavere energiniveau. Omvendt kan en atomelektron fremmes til et højere energiniveau, når det absorberer en foton. Igen, fordi kun visse overgange er tilladt, kan kun bestemte bølgelængder absorberes.