Mengapa atom memancarkan atau menyerap cahaya panjang gelombang tertentu?

Jawapan:

Elektron dalam atom hanya dapat memenuhi tahap tenaga tertentu. Apabila elektron jatuh dari tahap tenaga yang lebih tinggi ke tahap yang lebih rendah, tenaga berlebihan dipancarkan sebagai foton cahaya, dengan panjang gelombangnya bergantung kepada perubahan dalam tenaga elektron.

Penjelasan:

Elektron dalam atom hanya dapat memenuhi tahap tenaga tertentu. Ini adalah salah satu daripada hasil awal mekanik kuantum. Fizik klasik meramalkan bahawa elektron bermuatan negatif akan jatuh ke dalam nukleus bercas positif yang memancarkan spektrum cahaya yang berterusan seperti yang dilakukannya. Ini jelas tidak berlaku seolah-olah ia tidak akan ada atom yang stabil. Telah dijumpai kemudian bahawa ini tidak berlaku kerana elektron hanya boleh menduduki tahap tenaga diskret dalam atom.

Apabila elektron jatuh dari tahap tenaga yang lebih tinggi ke tahap yang lebih rendah, tenaga berlebihan dipancarkan sebagai foton cahaya. Panjang gelombang, # lamda # daripada foton adalah berkadar songsang dengan perubahan dalam tenaga elektron:

# lambda = (c kali h) / teks (perubahan dalam tenaga elektron) #

Di mana c ialah kelajuan cahaya dalam vakum dan h ialah pemalar Planck.

Hanya tahap tenaga tertentu yang dibenarkan, jadi hanya peralihan tertentu yang mungkin dan oleh itu panjang gelombang spesifik dipancarkan apabila elektron jatuh ke tahap tenaga yang lebih rendah. Sebaliknya, elektron atom boleh dipromosikan ke tahap tenaga yang lebih tinggi apabila ia menyerap foton. Sekali lagi kerana hanya peralihan tertentu dibenarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang boleh diserap.