Atomik Enerji Seviyeleri

Atomlar, var olan tüm maddelerin temel yapı taşlarını oluşturur. Bu atomlarda, protonlar ve nötronlardan oluşan bir merkezi bölüm (Şekil 1'de N) bulunur ve bu etrafında elektron adı verilen parçacıklar döner. Sonraki not edilmesi gereken nokta, göz önünde bulundurulan malzemeyi oluşturan tüm elektronların aynı yolda dönmemesidir. Ancak bu, devrim yollarının rastgele olabileceği anlamına gelmez. Yani, belirli bir atomun her bir elektronu kendi özel yoluna sahiptir, bu yol da yörüngeler olarak adlandırılır ve bu yörüngelerde merkezi çekirdek etrafında döner. Bu yörüngeler, bir atomun enerji seviyeleri olarak adlandırılır.

Bunun nedeni, her birinin belirli bir miktar enerjiye sahip olmasıdır ve bu enerji, aşağıdaki denklemin tam sayı katı şeklinde ifade edilir:
Burada h, Planck sabiti ve υ frekansıdır.

Şekil 2, farklı enerji durumlarındaki (ve bu durumlardaki tüm elektronların) sonlu enerjileri elektron volt (eV) cinsinden gösterir. Şekilden, elektronların enerjisinin atomun merkezinden uzaklaştıkça arttığını görebiliriz. Örneğin, ilk enerji durumundaki (E1) bir elektronun -13.6 eV enerjisi, ikinci (E2) durumundaki bir elektronun -3.4 eV enerjisi vardır ve böyle devam eder. Böylece, enerjinin 0 eV olduğu, yani E∞ enerji seviyesine ulaşılabilir.

Şimdi, malzemeye dışarıdan enerji (ışık dahil olmak üzere herhangi bir şekilde) sağladığımızı varsayalım. Sağlanan bu enerji, malzemeyi oluşturan atomların içindeki elektronlar tarafından emilecektir. Ancak, elektronların istediğiniz kadar enerjiyi emmesine izin verilmez. Çünkü, bir elektron bazı enerjiyi emerse, toplam enerjisi değişir. Bu da, elektronun orijinal enerji seviyesinde kalması için artık uygun olmadığını gösterir. Örneğin, E1 enerji durumundaki bir elektron 4 eV enerji emerse, toplam enerjisi şu şekilde artacaktır:
Bu nedenle, -13.6 eV enerjiye sahip E1 enerji seviyesinde kalamaz. Ayrıca, sahip olduğu enerjiye eşit olan başka bir seviye bulamaz. Bu, onun izini kaybetmesine neden olur!

Öte yandan, bu elektron 10.2 eV enerji emerse, artırılmış enerjisi şu olacaktır:

Bu, E2 seviyesi tarafından sahip edilen enerji ile aynıdır, bu da E1 seviyesindeki elektronun şimdi E2 enerji seviyesinde olduğunu gösterir. Başka bir deyişle, bu elektron E1 seviyesinden E2 seviyesine geçiş yapmıştır, bu da atomun uyarılmış haline neden olur. Ancak, elektron bu istikrarsız durumda uzun süre kalamaz. Kısa bir süre sonra, E2 seviyesinden E1 seviyesine geçerek orijinal haline dönecektir. Ancak, burada önemli bir nokta, bu geçiş sırasında elektronun emdiği 10.2 eV (emdiğiyle aynı) enerjiyi elektromanyetik dalga şeklinde yaydığıdır.

Tartışmadan, elektronların sadece nicemli enerji miktarlarını emebildiği (veya eşdeğer olarak yayabildiği) açıktır. Bu enerjinin miktarı, geçişin gerçekleştiği seviyeler arasındaki enerji farkıdır. Ardından, Şekil 2'den, bu enerji durumları arasındaki farkın, E1'den uzaklaştıkça azaldığı görülmektedir ...

Bu, dış kabuklardaki elektronların iç kabuklardaki elektronlara göre daha az enerji gerektirdiğini gösterir. Bu, çekirdeğe yakın olan elektronların atoma kıyasla daha uzaktaki elektronlara göre daha güçlü bağlandığı bilinen gerçeğe uygundur.
Uyarılma sürecini açıkladık, ancak aynı argüman serbestlik için de geçerlidir. Bunun nedeni, elektronun 0 eV (E∞) enerji seviyesine uyarıldığında, atom çekirdeğinin çekicilik kuvvetinden tamamen özgür olacak olmasıdır. Bu serbest elektronlar, metaller gibi malzemelerde iletkenliğe katkıda bulunur.

Açıklama: Orijinali saygıya alın, iyi makaleler paylaşılabilir, eğer kötüye kullanma varsa lütfen silme isteği verin.