íveis אטומי

אטומים מהווים את הבנינים הבסיסיים של כל החומרים שנמצאים בקיום. באטומים אלה, יש חלק מרכזי שנקרא גרעין (N בתמונה 1) המורכב מפרוטונים ונייטרונים, סביבם מתגלגלים החלקיקים הנקראים אלקטרונים. חשוב לציין כי לא כל האלקטרונים המרכיבים את החומר הנדון מתגלגלים לאורך אותו מסלול. עם זאת, זה לא אומר שהמסלולים שלהם יכולים להיות אקראיים. כלומר, לכל אלקטרון של אטום מסוים יש מסלול מוקדש שלו, שנקרא מסלול, בו הוא מתגלגל סביב הגרעין המרכזי. אלו הם המסלולים המכונים רמות אנרגיה של אטום.

זה מכיוון שכל אחד מהם מחזיק בכמות מוגדרת של אנרגיה המבוצעת במונחים של כפולה שלמה של המשוואה
כאשר h הוא קבוע פלאנק ו- υ היא התדירות.

תמונה 2 מציגה את האנרגיה הסופית שיש לרמות האנרגיה השונות (ולכן לכל האלקטרונים שנמצאים בהם) באלקטרון וולט (eV). מתמונה זו ניתן לראות כי האנרגיה של האלקטרונים עולה ככל שמתקדמים ממרכז ה-אטום. לדוגמה, אלקטרון ברמת האנרגיה הראשונה (E1) יש לו אנרגיה של -13.6 eV, שאלקטרון ברמה השנייה (E2) יש לו אנרגיה של -3.4 eV וכן הלאה. המשך כך, ניתן להגיע לרמה שבה האנרגיה נעשית 0 eV, כלומר רמת האנרגיה E∞.

כעת נניח שאנחנו מספקים אנרגיה חיצונית (אולי בכל דרך כולל אור) לחומר. האנרגיה המסופקת תיעסוק על ידי האלקטרונים הנמצאים באטומים המרכיבים את החומר. עם זאת, לא ניתן לאלקטרונים להספג בכמות כלשהי של אנרגיה שהם רוצים. זה מכיוון שאם אלקטרון סופג אנרגיה כלשהי, אז האנרגיה הכוללת שלו משתנה. הדבר הזה מראה שהאלקטרון כבר לא יכול להישאר ברמת האנרגיה המקורית שלו. למשל, אם אלקטרון ברמת האנרגיה E1 סופג 4 eV של אנרגיה, אז האנרגיה הכוללת של האלקטרון תגדל ל-
כתוצאה מכך, הוא כבר לא יכול להישאר ברמת האנרגיה E1 אשר יש לה אנרגיה של -13.6 eV. בנוסף, הוא לא יכול למצוא רמה אחרת שיש לה אנרגיה שווה למה שיש לו. זה גורם לו לאבד את המסלול!

מאידך, אם האלקטרון סופג אנרגיה של 10.2 eV, אז האנרגיה המוגברת שלו תהיה

זהו דבר אחר מאשר האנרגיה שיש לרמה E2, כלומר האלקטרון שהיה בעבר ברמה E1 נמצא עכשיו ברמת האנרגיה E2. במילים אחרות, אנחנו אומרים שהאלקטרון עבר מעבר מרמה E1 לרמה E2 שבעצם מובילה לאטום ממריץ. עם זאת, האלקטרון אינו יכול להישאר במצב בלתי יציב זה זמן רב. הוא יחזור במהרה למצב המקורי שלו על ידי מעבר מרמה E2 לרמה E1. אך נקודת מפתח חשובה כאן היא העובדה שבמהלך תהליך זה, האלקטרון משחרר אנרגיה של 10.2 eV (אותה כמות שהוחזקה) בצורה של גלי אלקטרומגנטיים.

מהדיון שהוצג, ברור שהאלקטרונים מורשים לספוג (או באופן שקול לשחרר) רק כמויות מקומות של אנרגיה. כמות האנרגיה הזו היא פשוט ההבדל בין האנרגיות של הרמות בהן קורה המעבר. כמו כן, מתמונה 2, ניתן לראות שההבדל בין מצבי האנרגיה הולך וקטן ככל שמתקדמים מ-E1, כלומר …

זה אומר שהאלקטרונים בשכבות החיצוניות דורשים כמות קטנה יותר של אנרגיה כדי להמריץ מאשר אלו שנמצאים בשכבות הפנימיות. זה בהתאם לעובדה המוכרת שהאלקטרונים שנמצאים ליד הגרעין קשורים חזק יותר ל-אטומים מאשר אלו שנמצאים רחוק ממנו.
אם כי הסברנו את תהליך ההמרצה, אותו אופן של טיעון תקף גם במקרה שלשחרור. זה מכיוון שאפשר להניח שהאלקטרון כאשר הוא ממריץ לרמת אנרגיה עם אנרגיה של 0 eV (E∞), הוא יהיה חופשי לחלוטין מכוח המשיכה של גרעין האטום. אלו הם האלקטרונים החופשיים שתרמו לתנאי מוליכות בחומרים כמו מתכות.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.