4.2. Enerģijas emisija un absorbcija atomos

Saskaņā ar kvantu teoriju atomiem ir diskrētas (skaitliski noteiktas) enerģijas vērtības, kas atkarīgas no četriem kvantu skaitļiem un kuras parasti izsaka elektronvoltos (eV). 1 eV = 1,6 · 10-19 J. Labākas uzskatāmības dēļ enerģijas vērtības attēlo kā enerģijas līmeņus ar horizontālām līnijām.

Attēlā vienkāršotā veidā parādīti daži enerģijas līmeņi ūdeņraža atomam (n – galvenais kvantu skaitlis).

Vismazākā enerģija atomam ir -13,53 eV, tai atbilst galvenais kvantu skaitlis n = 1. Šādu atoma stāvokli sauc par pamatstāvokli.

Pārējos stāvokļus, kuriem kvantu skaitlis ir 2, 3 utt., sauc par ierosinātiem stāvokļiem. Lai elektrons nokļūtu kādā ierosinātā stāvoklī, tam jāabsorbē enerģijas porcija jeb kvants, kuru gaismas gadījumā sauc par fotonu.

Kodolam tuvākos ierosinātos līmeņos elektrons parasti uzturas aptuveni 10-8 s, pēc tam tas nokļūst līmeņos ar mazāku enerģiju, un atoms izstaro fotonu.

Fotona enerģiju var aprēķināt pēc šādas sakarības

E = E1- E2

Atomu radītā starojuma viļņa garumu λ aprēķina, izmantojot sakarību

E = hc/λ, kur

E1 un E2 - atoma enerģija attiecīgajos līmeņos, h – Planka konstante, c – gaismas ātrums vakuumā.