Возбуждённое состояние атома
Возбуждённое состояние атома — это состояние, в котором атом обладает большей энергией, чем в основном состоянии. Оно возникает, когда атом поглощает энергию, например энергию фотона, и один из его электронов переходит на более высокий энергетический уровень.
Электроны атома могут находиться только на разрешённых энергетических уровнях. В основном состоянии электроны занимают уровни так, чтобы энергия атома была минимальной. При получении порции энергии электрон переходит на уровень выше, а атом становится возбуждённым. Такие допустимые состояния рассматриваются в разделе о стационарных состояниях.
Здесь \(\Delta E\) — поглощённая энергия, \(h\) — постоянная Планка, а \(\nu\) — частота поглощённого фотона. Переход возможен, если энергия фотона точно равна разности двух разрешённых уровней. Поэтому возбуждение связано с квантовыми переходами, а сам процесс передачи энергии фотоном описывает поглощение фотона атомом.
Атом поглотил фотон с энергией \(4\,\text{эВ}\), и электрон перешёл с деңгейі \(E_1=-6\,\text{эВ}\) на деңгей \(E_2=-2\,\text{эВ}\). Так как \(E_2-E_1=4\,\text{эВ}\), энергия фотона поглощена, а атом оказался в возбуждённом состоянии.
Возбуждённое состояние не означает ионизацию. При возбуждении электрон остаётся связанным с атомом и занимает более высокий уровень. При ионизации электрон получает достаточно энергии, чтобы покинуть атом совсем.
Что происходит с энергией атома при переходе в возбуждённое состояние?
Главное
- Возбуждённое состояние имеет энергию выше энергии основного состояния: \(E>E_0\).
- Оно возникает при поглощении энергии и переходе электрона на более высокий разрешённый деңгей.
- Возбуждение обратимо: при переходе на нижний деңгей атом может испустить фотон.