Fræðilegar orðakerfi atómanna

Atóm eru grunnur allra efna sem til eru. Í þessum atóma er miðjuhluti kallaður kjarni (N í Mynd 1) sem samanstendur af prótonum og neytrónum, um hinn snúast partiklar sem kallaðar eru elektrón. Eftir það er ávallt að athuga að ekki öll elektrónin sem gera upp efnan snúa ekki sínu leið. En þetta merkir ekki að snúningarleiðirnar geti verið handahófsmælir. Þ.e.a.s. hverja elektrón í tilteknum atóma hefur sitt einkavert spor, kallað spórr, sem hann snýr um miðju kjarna. Þessir spör eru þeir sem eru táknaðir sem orkustigi atóma.

Þetta er vegna þess að hvert af þeim hefur skilgreind mikið af orku sem er skýrt með heiltölu margfeldi jöfnunnar
þar sem h er Planck-staðalinn og ν er tíðni.

Mynd 2 sýnir fastorða orku sem mismunandi orkustig (og þar með allar elektrón sem finnast í þeim) eiga í elektrónvoltum (eV). Af myndinni má sjá að orka elektróna stækkar eins og maður fer frá miðju atóma. Til dæmis, elektrón í fyrsta orkustiginu (E1) hefur orku af -13,6 eV, það í öðru (E2) hefur orku af -3,4 eV og svo framvegis. Með því að halda áfram, má ná stigi þar sem orkan verður 0 eV, þ.e. orkustigi E∞.

Nú kemur að gerðu að við leggjum við ytri orku (sem getur verið á einhverju hátt, t.d. ljós) í efnið. Þessi viðkomandi orka verður sökkva af elektrónunum sem finnast í atómum sem gera upp efnið. En elektrónin eru ekki leyfð að sökkva hvaða magn orku sem þau vilja. Þetta er vegna þess að ef elektrón sökkvar orku, þá breytist netorka hans. Þetta merkir að elektrónið getur ekki lengur verið í upprunalegu orkustiginu. Ef til dæmis elektrón í orkustigi E1 sökkvar 4 eV orku. Þegar það gerist, mun netorka elektrónsins stækka að
vegi þessarar breytingar, þannig að það getur ekki lengur verið í orkustigi E1 sem hefur orku af -13,6 eV. Það er ekki hægt að finna annað stig sem hefur sama orku. Þetta gerir að það tapar leiðina!

Á hina vegna, ef þetta elektrón sökkvar 10,2 eV orku, þá mun netorka hans stækka að

Þetta er ekki annað en orka sem E2 hefur, þ.e. elektrónið sem var á undan í E1 er nú í orkustigi E2. Annars vegar, segjum við að þetta elektrón hafi gerð flutning frá stigi E1 til stigs E2 sem veldur að atómið verði hrædd. Hins vegar getur elektrónið ekki verið í þessu óstöðugu stigi fyrir löng. Það mun strax fara aftur í upprunalega stiginu með því að gera flutning frá stigi E2 til stigs E1. En mikilvægt er að athuga að við þessu, elektrónið gefur út 10,2 eV orku (sem er sama og það sem var sökkvað) í formi elektromagnétta búa.

Af þessari umræðu er augljóst að elektrón eru leyfð að sökkva (eða jafnt og gefa út) aðeins kvantað magn orku. Magnið af þessari orku er engu að síður mismunur í orku stiganna milli hvora flutningur gerist. Næst, af Mynd 2, er séð að þessi mismunur milli orkustiga lýkur að minnka sig eins og maður fer frá E1 ...

Þetta merkir að elektrón í yttarmestu skeljunum þurfa minna magn orku til að vera hrædd en þau sem finnast í innumestu skeljunum. Þetta er samkvæmt vel þekktri þekkingu að elektrón sem finnast nær kjarna eru sterkt bundin við atóma frekar en þau sem finnast fjarri honum.
Þrátt fyrir að við höfum útskýrt ferli hræðslu, gildir sama rökfræði jafnvel fyrir frjálshafi. Þetta er vegna þess að við getum tekið fram að þegar elektrónið er hrædd til orkustigs með orku af 0 eV (E∞), verður það alveg frjálst frá dragandi kjarna atóma. Þessi frjálst elektrón bidra að leit í efnum eins og metill.

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