Если электрон поглощает фотон, чтобы выйти на более высокий энергетический уровень, он должен либо вернуться в то же состояние, либо в любое другое более низкое состояние, испустив требуемый фотон. Как же тогда может быть чистая передача энергии атому? Нагрев означает увеличение кинетической (колебательной) энергии атомов. Если энергия, поглощенная фотоном, повторно излучается в виде фотона, то как атомы извлекают энергию из падающих фотонов?
Устраним некоторые недоразумения:
если электрон поглощает фотон, чтобы выйти на более высокий энергетический уровень,
Это не электрон поглощает фотон, чтобы перейти на более высокий энергетический уровень. Это целый атом, который представлен потенциальной ямой с энергетическими уровнями, заполненными электронами до точки. Фотон с правильной энергией, то есть с энергией, покрывающей разницу между уровнем, на котором находится электрон, и более высоким энергетическим пустым уровнем, будет поглощен всем атомом. Электрон будет распадаться с характерным временем затухания с более высокого энергетического уровня на более низкий, а фотон снова примет энергию. Может случиться так, что каскады фотонов могут отбирать энергию.
он должен либо вернуться в то же состояние, либо в любое другое более низкое состояние, испустив требуемый фотон....
Опять же, именно система ядро+электроны поглощает и испускает квантованные фотоны.
В этом случае (поглощения и испускания) атому передается небольшая кинетическая энергия из-за сохранения импульса в рамках принципа неопределенности Гейзенберга.
*НО КАК ОНО МОЖЕТ ПЕРЕДАВАТЬ СВОЮ ЭНЕРГИЮ НА БЛИЖАЙШИЕ АТОМЫ*
Надеюсь, понятно, что нет. Может случиться так, что, например, дипольное поле атома взаимодействует с полем другого атома и передает полученную им кинетическую энергию, но это будет от почти континуального рассеяния, где фотоны находятся вне массовой оболочки (виртуальные ) . Излучение черного тела соответствует для больших длин волн между классической и квантовой формами. Необходимость квантования возникает при более высоких энергиях, чтобы избежать ультрафиолетовой катастрофы.
ЕДИНСТВЕННЫЙ путь лежит через столкновения электронов с атомами (абсурдно).....
Нет, фотоны из континуума могут взаимодействовать с дипольными и квадрупольными моментами атомов и передавать туда энергию. Инфракрасные фотоны континуума могут рассеиваться оставшимися полями атомов/молекул, передающих импульс/кинетическую энергию и повышающих температуру. Это непрерывный процесс, а не квантованный. Релаксация колебательных уровней решетки высвободит квантованные фотоны.
нагревание означает увеличение колебательной энергии атомов,
правильно, но и кинетической энергии
тогда как именно они получают его от возбужденных электронов?
Нет, они получают его из континуума взаимодействий инфракрасных фотонов с оставшимися полями атомов и молекул.
По сути, то, о чем вы спрашиваете, - это « фотоэлектрический эффект ». Интенсивность света не влияет на энергию, необходимую материалу для испускания фотона.
Минимальная энергия, необходимая для испускания фотона, определяется работой выхода где h — постоянная Планка, а f — частота.
Вот флэш- симуляция того, что происходит.
Интенсивность влияет на то, что она меняет количество электронов, возбуждаемых падающим светом, которое отличается.
dmckee --- котенок экс-модератор
Таннер Странк