ენერგიულ ელექტრონებს უნდა გაათავისუფლონ ენერგია, რათა დაბრუნდნენ თავიანთ სტაბილურ მდგომარეობაში. როდესაც ეს გამოყოფა ხდება, ეს ხდება სინათლის სახით. ამრიგად, ატომური გამონაბოლქვის სპექტები წარმოადგენენ ელექტრონებს ატომში, რომლებიც ენერგიის დაბალ დონებზე ბრუნდებიან. კვანტური ფიზიკის ხასიათიდან გამომდინარე, ელექტრონებს შეუძლიათ აითვისონ და გამოყონ მხოლოდ სპეციფიკური, დისკრეტული ენერგიები. ყველა ელემენტს აქვს ელექტრონული ორბიტალები და ენერგიების დამახასიათებელი განლაგება, რაც გვკარნახობს, რა ფერის იქნება გამონაბოლქვის ხაზები.
კვანტური სამყარო
მიუხედავად იმისა, რომ ბევრი რამ, რასაც ჩვენ აღვიქვამთ, ნაკარნახევია კლასიკური, უწყვეტი მექანიკა, ატომური სამყარო ნაკარნახევითა და ალბათობითაა ნაკარნახევი. ელექტრონები ატომში არსებობენ დისკრეტული ენერგიის დონეზე და არ გააჩნიათ შუა ადგილზე. თუ ელექტრონი აღელვებს ახალ ენერგეტიკულ დონეზე, ის მყისიერად ხტება ამ დონემდე. როდესაც ელექტრონები ენერგიის დაბალ დონეს უბრუნდებიან, ისინი ენერგიას ათავისუფლებენ კვანტიზირებულ პაკეტებში. ამის შედარება შეგიძლიათ ხანძართან, რომელიც ნელა იწვის. ანთებული ცეცხლი ენერგიას განუწყვეტლივ გამოყოფს, რადგან ის გაცივდება და საბოლოოდ იწვის. ელექტრონი, თავის მხრივ, მთელ თავის ენერგიას უშუალოდ გამოსცემს და გარდამავალი მდგომარეობის გავლის გარეშე, გადადის ქვედა ენერგიის დონეზე.
რა განსაზღვრავს ხაზების ფერს ემისიის სპექტრში?
ენერგია სინათლისგან არსებობს პაკეტებში, რომლებსაც ფოტონები ეწოდება. ფოტოებს აქვთ სხვადასხვა ენერგია, რომლებიც სხვადასხვა ტალღის სიგრძეს შეესაბამება. ამიტომ, ემისიის ხაზების ფერი ასახავს ელექტრონის მიერ გამოყოფილი ენერგიის რაოდენობას. ეს ენერგია იცვლება, რაც დამოკიდებულია ატომის ორბიტალურ სტრუქტურაზე და მისი ელექტრონების ენერგეტიკულ დონეებზე. უმაღლესი ენერგიები შეესაბამება ტალღის სიგრძეს ხილული სინათლის სპექტრის მოკლე, ლურჯი დასასრულისკენ.
ემისიისა და შთანთქმის ხაზები
როდესაც სინათლე გადის ატომებს, ამ ატომებს შეუძლიათ შთანთქონ სინათლის ენერგია. შთანთქმის სპექტრი გვიჩვენებს, თუ რომელი ტალღის სიგრძე შეიწოვა კონკრეტულმა გაზმა. შთანთქმის სპექტრი ჰგავს უწყვეტ სპექტრს ან ცისარტყელას, რომელსაც აქვს შავი ხაზები. ეს შავი ხაზები წარმოადგენს ელექტრონებით გაზში გაჟღენთილ ფოტონის ენერგიებს. როდესაც ვნახავთ შესაბამისი გაზის ემისიის სპექტრს, ის აჩვენებს შებრუნებულს; ემისიების სპექტრი ყველგან შავი იქნება, გარდა იმ ფოტონის ენერგიისა, რომელიც მანამდე შეიწოვა.
რა განსაზღვრავს ხაზების რაოდენობას?
ემისიის სპექტრებს შეიძლება ჰქონდეთ ხაზების დიდი რაოდენობა. წრფეების რაოდენობა არ უტოლდება ელექტრონებს ატომში. მაგალითად, წყალბადს აქვს ერთი ელექტრონი, მაგრამ მისი გამოსხივების სპექტრი ბევრ ხაზს აჩვენებს. ამის ნაცვლად, თითოეული გამონაბოლქვი ხაზი წარმოადგენს ენერგიის განსხვავებულ ნახტომს, რომელიც შეიძლება მოახდინოს ატომის ელექტრონმა. როდესაც გაზს გამოვავლენთ ყველა ტალღის სიგრძის ფოტონში, გაზში მყოფ თითოეულ ელექტრონს შეუძლია აითვისოს ფოტონი ზუსტად სწორი ენერგიით, რომ გამოიწვიოს შემდეგი ენერგიის დონე. ამრიგად, ემისიის სპექტრის ფოტონები წარმოადგენს სხვადასხვა შესაძლო ენერგეტიკულ დონეს.