如果基態氫原子的核外電子吸收乙個能量不足以使其躍遷的光子,那這個電子會有什麼變化?

時間 2021-06-02 09:45:02

1樓:斯卡布羅集市精靈

光子怎麼產生的?電子互相碰撞產生的。溫度越高,光子運動速度越快,碰撞頻次和強度越大,產生的光子越多。

看看鐵的加熱過程,從黑到紅再到通紅,釋放光的強度隨溫度公升高不斷增加。溫度低的時候電子碰撞弱,生成冷光;溫度高生成熱光。

2樓:

如同上面的答案,這個光子有可能被吸收並且導致氫原子躍遷。你可能會覺得這違反能量守恆,但問題是,非基態的氫原子也不是真的在能量本徵態上。考慮到環境作用與狹義相對論修正,實際上氫原子的哈密頓量比教科書上寫要複雜,這同樣也導致了非基態的氫原子會衰變。

更正與補充

1.「非基態的氫原子會衰變」 指退化到基態並放出光子。

2.完整的哈密頓量形式可以寫成 H_+H_+H_ 分別對應氫原子,電磁場與原子的作用,電磁場自身的哈密頓量。氫原子能量本徵態只是對 H_而言的。

4. 除了吸收,光子還能夠和原子產生彈性散射與非彈性散射。此外原子運動可以產生都卜勒效應,這也可以導致能譜紅移藍移而發生偏離譜的光子被吸收的情況。

3樓:Luyao Zou

光子的能量如果不等於電子躍遷的能量,就不會和電子發生相互作用,直接穿過去了。

如果去解電子能級躍遷的含時微擾,用一些近似條件,可以得到能級躍遷的概率為

其中 是兩個躍遷能級的能量差所對應的光的圓頻率, 是實際光子的圓頻率, 是微擾勢的對應的躍遷矩

然後就會發現,躍遷概率正比於—— ,這個就是實際光子的能量和躍遷所需的能量之間的差值,又叫做「失諧」(detuning)。

當 的時候, 取到最大值,躍遷概率也取到最大值。這個關係和機械振動中的共振是一樣的,這就是為什麼有「共振吸收」這個說法。

當 的時候, 以 的速度 ,很快就不會再有躍遷概率了,也就是說這個失諧很大的光子不會繼續和原子中的電子發生相互作用。

對分子來說,除了電子躍遷,還有能量更低的振動躍遷和轉動躍遷。激發振動、轉動躍遷的條件同樣是共振躍遷,但如果光子的能量比電子躍遷只小一點點,還是有可能發生拉曼散射。但原子沒有振動、轉動,所以就是不理會這個光子而已。

當光子能量低到轉動躍遷都激發不了的時候,基本就是經典的電磁波射頻了。射頻仍能激發分子中的核自旋躍遷,但這種激發的表現形式是分子在電磁場中朝同乙個方向整齊排列,叫做極化(polarization)。

4樓:薛定飯

含時微擾可知,只有能量恰好等於能級差的光子才可以吸收。

能量不夠,得看差多少,差得少可以考慮時間和能量的不確定性關係,短時間被激發。差得多就完全沒關係了。

另外分子裡的氫的話,還可能發生振動和轉動拉曼散射或紅外吸收。

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