Если электричество состоит из электронов, как оно может вызвать появление спектра водорода?

Спектр водорода появляется, когда электрон поглощает фотон, перескакивает орбиталь, а затем испускает этот фотон, пытаясь вернуться в свое основное состояние. Из того, что я читал, электричество состоит только из электронов, а не из фотонов ( подробности см. на http://amasci.com/miscon/energ1.html ). Если это так, то при пропускании электричества через трубку с водородом спектр водорода не должен появляться, поскольку нет фотонов, которые нужно поглощать. Тем не менее эксперименты снова и снова показывают, что электричество вызывает появление водородного спектра. Если у кого-то есть какие-либо объяснения этому, я был бы рад их услышать. Заранее спасибо за вашу помощь.

Английский ваш родной язык? Возможно, вы не понимаете разницы между «электричеством», которое представляет собой движение электронов, и «электромагнитным полем», которое не «состоит только из электронов».
Существует прямая связь между электронами, фотонами и электромагнитным полем, которая объясняется в (очень сложной) теории квантовой электродинамики (сокращенно КЭД).

Ответы (2)

Это запутанный вопрос, но на него можно ответить.

Пропускание электрического тока через газообразный водород обычно означает отправку электронов через газ, как при электрическом разряде.

Эти энергичные электроны могут рассеивать электроны в ЧАС 2 молекулу и перевести их на более высокую орбиту, оставив молекулу в возбужденном состоянии. Со временем молекула (или атом) в возбужденном состоянии вернется в основное состояние. Избыточная энергия излучается в виде фотонов.

Отсюда мы видим спектр излучения. И, конечно же, именно так работают «неоновые огни», когда речь идет о благородном газе, таком как неон или аргон.

Итак, в данном случае не фотон переводил атом или молекулу в более энергетическое состояние. Вместо этого возбуждение вызывается входящим энергичным электроном, который выталкивает атомный или молекулярный электрон на более энергичную орбиту.

Электроны перескакивают с орбиты только сами по себе, когда поглощают фотоны. Из вашего объяснения я понимаю, что движущиеся электроны вызывают возбуждение других электронов. Поскольку возбужденные электроны не поглотили никаких фотонов, это означает, что они не двигались вверх по орбитали сами по себе, а были вытеснены туда какой-то внешней силой, создаваемой движущимися электронами в электричестве. Не могли бы вы объяснить мне, как именно движущиеся электроны возбуждают другие электроны, поскольку я этого не понимаю.
@AnthonyDucharme - Нет, вы можете возбуждать электроны другими способами, кроме поглощения фотонов, например, ударяя по ним другим электроном или заряженной частицей. Строго говоря, существует виртуальный обмен фотонами, если вы рисуете соответствующие диаграммы Фейнмана, но для этого вопроса это может быть слишком точным.
@AndersSandberg прав. Как известно, два электрона отталкиваются друг от друга, так как несут электрический заряд одного знака. Поскольку между двумя электронами существует сила, приближающийся быстрый электрон может передать энергию тому, с которым он столкнулся. Следовательно, влетающий быстрый электрон может отдать часть энергии электрону, связанному на атомной или молекулярной орбитали, и поднять его в состояние с большей энергией. Влетающий электрон потерял бы столько кинетической энергии.

Во-первых, вы говорите не о свободных электронах, а о связанных электронах. Электроны не вращаются классическим образом вокруг ядра, но электрон существует вокруг ядра на определенном энергетическом уровне согласно КМ.

Связанные электроны могут быть возбуждены (атомы могут быть возбуждены) несколькими способами:

  1. фотовозбуждение, электрон поглощает фотон и переходит на более высокий энергетический уровень в соответствии с КМ

  2. электрическое возбуждение, электрон поглощает энергию другого, энергичного электрона (кинетическая энергия свободного электрона)

Самый простой способ - нагреть образец, и из-за температуры тепловая энергия (кинетическая) атомов вызывает столкновения между электронами атомов, и те электроны, которые поглощают кинетическую энергию, переходят на более высокий энергетический уровень.

В вашем случае электричество, проходящее через трубку, находится в форме свободных электронов, и эти электроны обладают высокой кинетической энергией, сталкиваются с электроном в газе и возбуждают атомы в газе, а валентные электроны атомы газа поглощают кинетическую энергию свободных электронов и переходят на более высокий энергетический уровень.

Теперь, когда электрон возвращается на более низкий, более стабильный энергетический уровень, происходит релаксация электрона. Это может произойти более чем за один шаг. Иногда электрон на более высоком уровне (хотя он поглотил только один фотон или поглотил только кинетическую энергию одного электрона) переместится на более низкий энергетический уровень, испустив более одного фотона.

Спектр излучения можно использовать для проверки состава материала, так как он различен для элементов.

В астрономической спектроскопии анализируют состав старта по полученному свету. Характеристики спектра излучения некоторых элементов видны невооруженным глазом. Медь дает зеленый цвет.

Не весь излучаемый свет виден невооруженным глазом, он включает в себя ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, излучение образуется при наблюдении возбужденного газа под спектроскопом.

Если электричество состоит из электронов, как оно может вызвать появление спектра водорода?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v