Preskočiť na obsah
Späť na kurz

Kvantová fyzika

Elektrónový obal a kvantovanie energie

V atóme sa elektrón nemôže nachádzať v ľubovoľnom energetickom stave. Môže mať len určité, diskrétne hodnoty energie, ktoré nazývame energetické hladiny a označujeme ich E1,E2,E_1, E_2, a tak ďalej. Najnižšiu hladinu E1E_1 voláme základný stav, vyššie hladiny predstavujú excitované stavy.

Elektrón môže prejsť z jednej hladiny na druhú, no vždy len skokom. Pri takomto prechode sa pohltí alebo vyžiari fotón, ktorého energia sa presne rovná rozdielu energií oboch hladín:

hf=En−Emh f = E_n - E_m

Pri absorpcii elektrón pohltí fotón a prejde na vyššiu hladinu. Pri emisii elektrón klesne na nižšiu hladinu a vyžiari fotón.

Vodorovné energetické hladiny E s indexmi jedna, dva, tri, medzi ktorými elektrón prechádza nahor pohltením fotónu a nadol vyžiarením fotónu, čo znázorňuje kvantovanie energie v atóme.

Keďže hladiny sú diskrétne, atóm pohlcuje a vyžaruje len presne určené frekvencie. Preto je spektrum atómu čiarové a skladá sa z jednotlivých čiar, nie zo spojitého pásu farieb.

Čiarové emisné spektrum atómu ako tmavý pás s jednotlivými farebnými čiarami od fialovej po červenú a osou vlnovej dĺžky λ, ktoré znázorňuje, že atóm vyžaruje len určité frekvencie zodpovedajúce prechodom elektrónu medzi energetickými hladinami.

Práve čiarové spektrum bolo prvým priamym dôkazom kvantovania energie v atóme.