1. Livelli di energia quantizzata:
* Gli elettroni in un atomo possono occupare solo livelli di energia specifici, che sono quantizzati. Ciò significa che possono esistere solo a valori energetici discreti, come passi su una scala.
* La differenza di energia tra questi livelli è chiamata divario energetico.
2. Assorbimento delle radiazioni:
* Quando un atomo assorbe un fotone di luce, l'elettrone salta da un livello di energia inferiore a uno più alto.
* L'energia del fotone assorbito deve abbinare con precisione il divario energetico tra i due livelli per questa transizione.
* Questo è il motivo per cui possono essere assorbite solo le frequenze specifiche delle radiazioni, corrispondenti alle transizioni energetiche consentite all'interno dell'atomo.
3. Emissione di radiazioni:
* Un atomo eccitato, con un elettrone in un livello di energia più elevato, è instabile.
* Per tornare a un livello di energia inferiore, l'elettrone deve rilasciare l'energia in eccesso.
* Questa energia viene rilasciata come fotone di luce, con una frequenza determinata dalla differenza di energia tra i due livelli.
* Questo processo è noto come emissione.
4. Frequenze caratteristiche:
* Poiché i livelli di energia all'interno di ciascun atomo sono unici, gli spazi di energia e le corrispondenti frequenze di assorbimento ed emissione sono anche caratteristiche di quel particolare atomo.
* Ecco perché ogni elemento ha una firma spettrale unica, basata sulle frequenze specifiche della luce che assorbe ed emette.
Analogia:
Immagina una scala con pioli che rappresentano i livelli di energia. Un fotone di luce è come un passo. L'elettrone può solo spostarsi su o giù per la scala facendo un passo specifico corrispondente all'energia del fotone. La dimensione dei passaggi (spazi di energia) determina la frequenza di luce assorbita o emessa.
Conclusione:
Le frequenze caratteristiche di assorbimento ed emissione da parte degli atomi eccitati sono una conseguenza della natura quantizzata dei livelli di energia all'interno degli atomi, consentendo solo transizioni di energia specifiche e corrispondenti energie fotoni. Questa esclusiva impronta spettrale unica viene utilizzata in varie applicazioni, inclusa la spettroscopia per identificare elementi e studiare le loro proprietà.
