Все, что я читал, ничего не объясняло, а просто констатировало факт. Итак, ПОЧЕМУ (какие конкретные силы задействованы) возбужденный электрон спонтанно возвращается на основные энергетические уровни. Это ядро тянет электрон внутрь, так что электрон не может удержаться на новом энергетическом уровне, потому что часть энергии была излучена при пересечении орбитальных уровней, или что-то еще?
Это принцип минимума полной потенциальной энергии , перенесенный на квантово-механический уровень . Принципы и законы — это дополнительные аксиомы, необходимые для использования математических уравнений для моделирования данных и наблюдений, а также для предсказания новых установок.
Это основное наблюдение, что вода течет вниз по склону, если вообще может. Электроны, если существует более низкое энергетическое состояние, будут распадаться на него, испуская фотон соответствующей энергии для сохранения энергии (еще один закон).
Просто электроны хотят минимизировать свою (потенциальную) энергию. Почему он хочет минимизировать свою энергию? Потому что мы определили энергию таким образом, что когда система находится в равновесии или устойчивом состоянии, что бы вы там ни говорили, ее энергия минимальна.
Теперь, когда мы нагреваем какой-то газ, из него выходит свет из-за того, что электроны самопроизвольно переходят в нижнее состояние из верхнего состояния. Теперь это может создать вопрос, например, когда энергия дана, то почему не каждый электрон получает энергию, переходит в более высокое состояние и остается там, где он есть, и не приводит к эмиссии. Но когда мы говорим о такой ситуации, то говорить об одном электроне отдельного атома - это неправильный способ говорить о вещах, когда количество электронов очень велико, тогда возможно, что даже если вы постоянно отдаете системе энергию, некоторые электроны будут поглощаться. поднимайте эту энергию и сразу же спускайтесь вниз, отдавая эту энергию в форме света. Это статистический процесс.
Таким образом, суммируя, электроны имеют тенденцию переходить в основное состояние из-за минимизации (потенциальной) энергии, но не каждый электрон и каждую секунду существует статистическое описание того, сколько электронов спонтанно перейдет в основное состояние в какое время.
Классически, если заряд ускоряется, он излучает энергию в электромагнитное поле в виде излучения. Это остается примерно верным для квантовых частиц: электромагнитное притяжение между электроном и ядром ускоряет их, и поэтому они имеют тенденцию излучать энергию в виде частиц излучения (фотонов).
Идея энергетических уровней в атоме исходит из игнорирования возможности испускания фотона в математике, сохраняя только притяжение между электроном и ядром. В этой картине возбужденные состояния действительно стабильны и никогда не распадаются. Добавление возможности испускания фотонов превращает все возбужденные состояния в «резонансы», метастабильные состояния с «длительным» временем жизни, но в конечном итоге распадающиеся. Но добавление этой возможности не меняет возможных способов расположения электрона и ядра в отсутствие фотона, и (средние) энергии таких состояний тоже не сильно меняются. Таким образом, ниже основного состояния не возникает никаких новых состояний, поэтому атом в основном состоянии не может распасться в результате испускания фотона. То есть у атома в основном состоянии нет более низкого состояния, в которое он мог бы перейти при испускании фотона,
Обратите внимание, что полная теория испускания фотонов невероятно сложна: она требует квантовой теории поля и не может быть обработана базовой квантовой механикой. Работа со связанными состояниями (такими как атомы) в квантовых теориях поля также особенно сложна. Я не думаю, что существует полная обработка для произвольных атомов, и найти ее даже для водорода может быть сложно.
грабить