Hvorfor avgir atomer eller absorberer lys av bestemte bølgelengder?

Svar:

Elektronene i et atom kan kun okkupere bestemte tillatte energinivåer. Når et elektron faller fra et høyere energinivå til en lavere, blir den overskytende energi utsendt som en foton av lys, med sin bølgelengde avhengig av endringen i elektronenergi.

Forklaring:

Elektronene i et atom kan kun okkupere bestemte tillatte energinivåer. Dette var en av de tidlige resultatene av kvantemekanikk. Klassisk fysikk spådde at en negativt ladet elektron ville falle inn i en positivt ladet kjerne som utgir et kontinuerlig lysspekter som det gjorde det. Dette er åpenbart ikke tilfelle som om det var der, ville det ikke være noen stabile atomer. Det ble senere oppdaget at dette ikke skjedde fordi elektroner kun kan okkupere diskrete energinivåer inne i atomet.

Når et elektron faller fra et høyere energinivå til en lavere, blir overskuddsenergien utsendt som en foton av lys. Bølgelengden, # Lamda # av fotonet er omvendt proporsjonal med endringen i elektronenergi:

# lambda = (c ganger h) / tekst (endring i elektronenergi) #

Hvor c er lysets hastighet i et vakuum og h er Plancks konstant.

Bare visse energinivåer er tillatt, så bare visse overganger er mulige, og dermed blir det gitt spesifikke bølgelengder når et elektron faller til et lavere energinivå. Omvendt kan en atomelektron bli fremmet til et høyere energinivå når det absorberer en foton. Igjen fordi bare visse overganger er tillatt, kan bare bestemte bølgelengder absorberes.