Что происходит, когда атом поглощает электрон/фотон?

Я дам вам сценарий или два, и, пожалуйста, скажите мне, что произойдет, и это ответит на мой вопрос. Заранее спасибо.

Сценарий 1. Будет ли атом поглощать электрон с кинетической энергией, превышающей разность начального и конечного уровней энергии, или он должен поглощать электрон с кинетической энергией, равной только разности энергий?

Сценарий 2: Я прочитал следующее утверждение в своем учебнике, но мне трудно поверить, поскольку нам сказали, что атом может поглотить фотон с точно такой же энергией, как разница энергий. Утверждение: «Фотон может быть поглощен и вызвать ионизацию, если его энергия больше или равна разнице между уровнем ионизации и основным состоянием, хотя для возбуждения требуются фотоны с определенной энергией».

Я никогда не слышал, чтобы атом поглощал электрон. При этом происходит обмен электронами.
Если предположить, что оба вопроса касаются взаимодействия фотонов с атомами, ответ зависит от того, являются ли эти атомы частью твердого тела или они свободны. Большинство атомов ведут себя в твердых телах совершенно иначе, чем в свободном состоянии. Резкие переходы между дискретными состояниями в свободных атомах обычно заменяются непрерывными спектральными полосами в твердых телах, которые могут поглощать и излучать полосы целых длин волн. Ионизация, с другой стороны, была бы переходом из дискретного состояния в континуум (со свободным электроном, уносящим как раз нужное количество энергии и импульса).

Ответы (1)

Сценарий 1. Будет ли атом поглощать электрон с кинетической энергией, превышающей разность начального и конечного уровней энергии, или он должен поглощать электрон с кинетической энергией, равной только разности энергий?

Давайте поговорим о свободных атомах, о газе.

Если атом ионизирован, будет доступный энергетический уровень, который может занять электрон. Свободно плавающий электрон, покоящийся относительно атома, может упасть на этот энергетический уровень и испустить фотон. В случае ионизированного атома водорода (называемого протоном)

энергия атома водорода

он выпустит фотон с энергией 13,6 эВ.

Если электрон не находится в покое с ядром, вероятность захвата очень мала, хотя и поддается вычислению, избыточная энергия высвобождается при взаимодействии в виде фотона, уносящего разность и приводящего ее в состояние покоя для захвата. Вероятность мала, поскольку для вычисления сечения взаимодействия потребуются дополнительные электромагнитные вершины.

Таким образом, ответ заключается в том, что преимущественно электрон должен находиться в состоянии покоя, чтобы его можно было захватить.

Сценарий 2: Я прочитал следующее утверждение в своем учебнике, но мне трудно поверить, поскольку нам сказали, что атом может поглотить фотон с точно такой же энергией, как разница энергий. Утверждение: «Фотон может быть поглощен и вызвать ионизацию, если его энергия больше или равна разнице между уровнем ионизации и основным состоянием, хотя для возбуждения требуются фотоны с определенной энергией».

Я читаю это так: в нейтральном атоме, где электрон связан, как в примере с водородом выше, в основном состоянии, электрон может быть выбит из основного состояния, если энергия равна или превышает 13,6 эВ. Электрон будет нести баланс энергии фотона.

Возбуждение означает, что электрон зависает на более высоких, чем основное, уровнях состояния, он все еще связан потенциалом ядра. Ионизация - это когда электрон освобождается от потенциала ядра, и, поскольку выше 13,6 эВ в приведенном выше примере существует контиуум, он может нести всю оставшуюся энергию в виде кинетической энергии от удара.

Что происходит, когда атом поглощает электрон/фотон?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v