מדוע הספקטרום לפליטה אטומית אינו רציף?

אלקטרונים ממונעים צריכים לשחרר אנרגיה על מנת לחזור למצבם היציב. כאשר שחרור זה קורה, הוא מתרחש בצורה של אור. לפיכך, ספקטרום פליטת אטומים מייצג את האלקטרונים באטום שחוזרים לרמות אנרגיה נמוכות יותר. בשל אופייה של הפיזיקה הקוונטית, אלקטרונים יכולים לקלוט ולפלוט רק אנרגיות ספציפיות, בדידות. לכל יסוד יש סידור אופייני של מסלולי אלקטרונים ואנרגיות המכתיב איזה צבע יהיו קווי הפליטה.

בעוד שרבים מהדברים שאנו תופסים מוכתבים על ידי מכניקה קלאסית ורציפה, העולם האטומי מוכתב על ידי אי רציפות והסתברות. האלקטרונים באטום קיימים ברמות אנרגיה נפרדות ללא דרך אמצעית. אם אלקטרון מתרגש לרמת אנרגיה חדשה, הוא קופץ לרמה זו באופן מיידי. כאשר האלקטרונים חוזרים לרמות אנרגיה נמוכות יותר, הם משחררים אנרגיה בחבילות כמותיות. אתה יכול להבדיל זאת עם אש שנשרפת אט אט. אש בוערת פולטת אנרגיה ברציפות כשהיא מתקררת ובסופו של דבר נשרפת. לעומת זאת, אלקטרון פולט את כל האנרגיה שלו באופן מיידי וקופץ לרמת אנרגיה נמוכה יותר מבלי לעבור במצב מעבר.

אנרגיה מאור קיימת בחבילות הנקראות פוטונים. לפוטונים אנרגיות שונות המתאימות לאורכי גל שונים. לכן, צבע קווי הפליטה משקף את כמות האנרגיה שמשחררת אלקטרון. אנרגיה זו משתנה בהתאם למבנה מסלולו של האטום ולרמות האנרגיה של האלקטרונים שלו. אנרגיות גבוהות יותר תואמות אורכי גל לקראת הקצה הכחול הקצר יותר של ספקטרום האור הנראה.

כאשר האור עובר באטומים, אטומים אלה יכולים לספוג חלק מאנרגיית האור. ספקטרום קליטה מראה לנו איזה אורך גל מאור נקלט בגז מסוים. ספקטרום קליטה נראה כמו ספקטרום רציף, או קשת, עם כמה קווים שחורים. קווים שחורים אלה מייצגים אנרגיות פוטון הנספגות על ידי אלקטרונים בגז. כאשר אנו רואים את ספקטרום הפליטה של ​​הגז המקביל, הוא יציג את ההופכי; ספקטרום הפליטה יהיה שחור בכל מקום למעט אנרגיות הפוטון שהוא ספג בעבר.

ספקטרום פליטה יכול להכיל מספר רב של קווים. מספר השורות אינו שווה למספר האלקטרונים באטום. לדוגמא, למימן יש אלקטרון אחד, אך ספקטרום הפליטה שלו מראה קווים רבים. במקום זאת, כל קו פליטה מייצג קפיצה אחרת באנרגיה שיכולה לבצע אלקטרונים של אטום. כאשר אנו חושפים גז לפוטונים בכל אורכי הגל, כל אלקטרון בגז עשוי לספוג פוטון עם אנרגיה נכונה בדיוק כדי לרגש אותו לרמת האנרגיה הבאה האפשרית. לפיכך, הפוטונים של ספקטרום הפליטה מייצגים מגוון רמות אנרגיה אפשריות.