1. Livelli di energia quantificati
* atomi ed elettroni: Gli atomi sono costituiti da un nucleo circondato da elettroni. Questi elettroni occupano livelli di energia specifici, come i pioli su una scala. Possono esistere solo a questi livelli di energia discreti, non nel mezzo.
* Stato fondamentale: Gli elettroni normalmente risiedono nel livello di energia più basso possibile, noto come stato fondamentale.
* stato eccitato: Quando un atomo assorbe l'energia (ad esempio, da calore, collisioni o luce), un elettrone può saltare a un livello di energia più elevato, diventando "eccitato".
2. Assorbimento di energia ed emissione
* Assorbimento: L'energia assorbita dall'atomo deve corrispondere all'esatta differenza di energia tra lo stato fondamentale e lo stato eccitato.
* Emissione: Lo stato eccitato è instabile. L'elettrone scende rapidamente a un livello di energia inferiore, rilasciando la differenza di energia sotto forma di un fotone (un pacchetto di energia luminosa).
* Lunghezze d'onda discrete: La differenza di energia tra i due livelli di energia determina l'energia del fotone. Poiché i livelli di energia sono quantizzati (discreti), i fotoni emessi hanno energie specifiche e discrete, portando all'emissione di lunghezze d'onda discrete della luce.
3. Il ruolo del gas
* Eccitazione collisionale: In un gas, le collisioni tra atomi possono trasferire energia, causando eccitare alcuni atomi.
* Molti atomi: Un gas contiene molti atomi, quindi ci saranno una varietà di transizioni tra diversi livelli di energia, con conseguente emissione di molte lunghezze d'onda discrete.
* Spettroscopia: Il modello unico di lunghezze d'onda emesse da un gas può essere analizzato usando uno spettroscopio, fornendo una "impronta digitale" che identifica il gas.
In sintesi:
1. Livelli di energia quantizzata Negli atomi consentono agli elettroni di esistere solo in energie specifiche.
2. Assorbimento di energia Eccita un elettrone a un livello superiore.
3. Emissione di energia Si verifica quando l'elettrone eccitato ricade a un livello inferiore, rilasciando un fotone con un'energia specifica, corrispondente a una lunghezza d'onda specifica.
4. Molte transizioni In un gas creare uno spettro di lunghezze d'onda discrete che possono essere utilizzate per identificare il gas.
