Квантовые переходы
Квантовый переход — это изменение состояния атома, при котором электрон переходит с одного разрешённого энергетического уровня на другой. При таком переходе атом поглощает или испускает фотон с энергией, равной разности уровней.
Условие квантового перехода
Энергия фотона определяется разностью энергий начального и конечного состояний. Если атом переходит с уровня \(E_1\) на уровень \(E_2\), то знак разности показывает направление перехода: при \(E_2>E_1\) энергия поглощается, при \(E_2<E_1\) — испускается.
Здесь \(h\) — постоянная Планка, \(\nu\) — частота, \(c\) — скорость света, \(\lambda\) — длина волны. Важно: атом может находиться только на разрешённых уровнях, поэтому испускаются или поглощаются фотоны строго определённых частот.
Атом переходит с уровня \(E_2=5\) эВ на уровень \(E_1=2\) эВ. Он испускает фотон с энергией \(E_\text{ф}=E_2-E_1=3\) эВ. Обратный переход с уровня 2 эВ на уровень 5 эВ потребовал бы поглощения фотона такой же энергии — 3 эВ.
Квантовый переход — это не движение электрона по определённой круговой орбите между уровнями. В квантовой физике уровни соответствуют состояниям атома, а сам переход описывается изменением состояния. Энергия фотона определяется именно разностью уровней, а не полной энергией электрона.
Что происходит при переходе атома с более высокого уровня на более низкий?
Главное
- Квантовый переход изменяет состояние атома и связывает два разрешённых энергетических уровня.
- Переход вверх сопровождается поглощением фотона, переход вниз — его испусканием.
- Энергия фотона равна модулю разности энергий уровней: \(E_\text{ф}=|E_2-E_1|=h\nu\).