Model atomu — poziomy energetyczne i widmo
Co zrobimy: Będziemy dostarczać atomowi energię, wzbudzać elektron na wyższe poziomy i obserwować, jak przy powrocie emituje światło, budując widmo pierwiastka.
Co widzisz na ekranie: Atom z poziomami energetycznymi i elektronem, przycisk dostarczania energii oraz pasek widma emisyjnego, do którego dodają się kolejne linie; dostarczenie energii podrzuca elektron w górę, a jego powrót emituje foton o barwie zależnej od przeskoku. Odczyty: pierwiastek, poziom elektronu, przejście oraz energia i barwa emitowanego fotonu.
Dam Ci porcję energii — zgadnij, na który poziom wzbudzi elektron z podstawowego, albo czy nie pasuje do żadnego. Wzbudzenie wymaga dokładnego dopasowania.
Co się właśnie stało?
Wzbudzony elektron wrócił na niższy poziom i wypromieniował foton — błysk światła o ściśle określonej barwie. Tak właśnie atomy „świecą”.
Model atomu Bohra:
elektrony krążą wokół jądra tylko po DOZWOLONYCH poziomach (orbitach) o określonej energii. Nie mogą znaleźć się „pomiędzy” nimi. Na poziomie elektron nie wypromieniowuje energii.
Wzbudzenie i emisja:
gdy atom pochłonie energię (np. w płomieniu, wyładowaniu), elektron przeskakuje na WYŻSZY poziom — to stan wzbudzony (nietrwały); wracając na niższy poziom, elektron oddaje różnicę energii w postaci FOTONU (kwantu światła):
Barwa światła zależy od wielkości przeskoku: duży spadek energii → foton bardziej niebieski/fioletowy, mały → czerwony.
Widmo liniowe:
ponieważ poziomy energetyczne są u każdego pierwiastka INNE, każdy emituje własny, niepowtarzalny zestaw linii — jak „kod kreskowy”. Dlatego neon świeci na czerwono, sód na żółto, a po widmie gwiazdy poznajemy jej skład.
Po co Ci to na maturze:
postulaty Bohra, wzór , wzbudzenie i emisja oraz powstawanie widm liniowych to rdzeń fizyki atomowej. Chwyt: energia fotonu = różnica poziomów.
Zapamiętaj: elektron emituje foton dopiero przy przejściu na niższy poziom, a energia fotonu równa się różnicy poziomów (ΔE = hf); stąd każdy pierwiastek ma własne widmo liniowe.
Teoria i wzory
Skwantowane poziomy
Elektron w atomie może mieć tylko określone energie . Dostarczenie energii wzbudza go na wyższy poziom.
Emisja fotonu
Przy powrocie na niższy poziom atom emituje foton o energii równej różnicy poziomów: Większy przeskok → bardziej niebieski foton. Ponieważ poziomy są unikalne dla pierwiastka, każdy ma własne widmo liniowe.
Oznaczenia: — energia poziomu, — różnica poziomów, — stała Plancka, — częstotliwość, — prędkość światła, — długość fali.
Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.
Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.
Najczęstsze pytania
›Kiedy atom emituje światło?
Gdy wzbudzony elektron wraca na niższy poziom energetyczny — emituje wtedy foton o energii równej różnicy poziomów.
›Skąd biorą się linie widmowe pierwiastka?
Z przejść elektronów między określonymi poziomami energetycznymi; ponieważ poziomy są unikalne, każdy pierwiastek ma własne widmo liniowe.
›Od czego zależy barwa emitowanego światła?
Od wielkości przeskoku energetycznego — większa różnica energii daje foton bardziej niebieski, mniejsza — bardziej czerwony (ΔE = hf).