エネルギーを与えられた電子は、安定した状態に戻るためにエネルギーを放出する必要があります。 このリリースが発生すると、光の形で発生します。 したがって、原子発光スペクトルは、より低いエネルギーレベルに戻る原子内の電子を表します。 量子物理学の性質上、電子は特定の離散エネルギーのみを吸収および放出できます。 すべての要素には、輝線の色を決定する電子軌道とエネルギーの特徴的な配置があります。
量子世界
私たちが知覚するものの多くは古典的で連続的な力学によって決定されますが、原子の世界は不連続性と確率によって決定されます。 原子内の電子は、中間点のない離散的なエネルギーレベルで存在します。 電子が新しいエネルギーレベルに励起されると、そのレベルに瞬時にジャンプします。 電子がより低いエネルギーレベルに戻ると、量子化されたパケットでエネルギーを放出します。 これは、ゆっくりと燃え尽きる火と対比することができます。 燃えている火は、それが冷えるにつれて継続的にエネルギーを放出し、最終的には燃え尽きます。 一方、電子はすべてのエネルギーを瞬時に放出し、遷移状態を通過することなく、より低いエネルギーレベルにジャンプします。
発光スペクトルの線の色を決定するものは何ですか？
光からのエネルギーは、光子と呼ばれるパケットに存在します。 光子は、さまざまな波長に対応するさまざまなエネルギーを持っています。 したがって、輝線の色は、電子によって放出されるエネルギーの量を反映しています。 このエネルギーは、原子の軌道構造とその電子のエネルギー準位に応じて変化します。 より高いエネルギーは、可視光スペクトルのより短い青い端に向かう波長に対応します。
輝線と吸収線
光が原子を通過するとき、それらの原子は光のエネルギーの一部を吸収することができます。 吸収スペクトルは、光のどの波長が特定のガスによって吸収されたかを示します。 吸収スペクトルは、いくつかの黒い線がある連続スペクトルまたは虹のように見えます。 これらの黒い線は、ガス中の電子によって吸収される光子エネルギーを表しています。 対応するガスの発光スペクトルを表示すると、その逆数が表示されます。 発光スペクトルは、以前に吸収した光子エネルギーを除いて、どこでも黒くなります。
行数を決定するものは何ですか？
発光スペクトルには多数の線が含まれる場合があります。 線の数は、原子内の電子の数と同じではありません。 たとえば、水素には1つの電子がありますが、その発光スペクトルには多くの線が表示されます。 代わりに、各輝線は、原子の電子が作ることができるエネルギーの異なるジャンプを表しています。 ガスをすべての波長の光子にさらすと、ガス内の各電子が正確に正しいエネルギーで光子を吸収し、次の可能なエネルギーレベルに励起する可能性があります。 したがって、発光スペクトルの光子は、さまざまな可能なエネルギーレベルを表します。