Энергетические уровни
Энергетические уровни — это разрешённые значения энергии квантовой системы. В отличие от классического тела, атом не может иметь любую энергию: при переходе между уровнями он поглощает или испускает квант энергии.
Самый низкий уровень называют основным состоянием, а уровни с большей энергией — возбуждёнными. Электрон может находиться только на разрешённом уровне и не излучает энергию, пока остаётся на нём. При переходе на более высокий уровень атом поглощает энергию, а при переходе на более низкий — излучает её.
Энергия перехода
Энергия испущенного или поглощённого фотона равна разности энергий двух уровней. Поэтому частота излучения определяется не самой энергией уровня, а разностью между начальным и конечным уровнями.
Здесь \(E_1\) и \(E_2\) — энергии уровней, \(h\) — постоянная Планка, а \(\nu\) — частота фотона. Для излучения при переходе вниз \(E_2>E_1\), если \(E_2\) обозначает начальный уровень; величина энергии фотона всегда положительна и равна модулю разности уровней.
Если атом переходит с уровня \(E_2=6\) эВ на уровень \(E_1=2\) эВ, энергия испущенного фотона равна \(\Delta E=6-2=4\) эВ. Обратный переход потребовал бы поглощения фотона с такой же энергией.
Что происходит с атомом при переходе электрона на уровень с большей энергией?
Энергетический уровень — это разрешённое состояние с определённой энергией, а квантовый переход — изменение состояния системы. Совокупность частот таких переходов образует линейчатый спектр атома.
Главное
- Энергия квантовой системы принимает только разрешённые дискретные значения — энергетические уровни.
- При переходе между уровнями энергия фотона равна разности энергий: \(\Delta E=h\nu\).
- Переход вверх сопровождается поглощением энергии, переход вниз — её излучением.