|
במקור נכתב על ידי Dark Knight
טוב, אני אנסה לענות לפי רמת הידע שלי ובפשטות מירבית...
גרימניר_א כבר ענה בצורה טובה,למרות שהייתי שמח לפרוט נוסף ממישהו שלמד את התחום (או לפחות ברמה יותר גבוהה מפיסיקה 1+2+3 באוני')
במובן הבסיסי ביותר, הכי קל להבין את הנושא כאשר מסתכלים במודל האטום של בוהר:
יש לך גרעין של חלקיקים חיוביים (פרוטונים) וחלקיקים ניטראליים (ניוטרונים), והגרעין הזה תופס אחוז מזערי משטח האטום.
מסביב לגרעין 'מסתובבים' אלקטרונים, כאשר הם לא נמצאים שם בצורה כאוטית (מהמילה כאוס) אלא מסודרים בקליפות מסודרות. אפשר לחשוב על הקליפות כרדיוס הסיבוב של האלקטרונים כאשר בכל קליפה כזו יש מספר קבוע של אלקטרונים שיכולים להמצא בה. הדבר החשוב באמת פה, הוא שבכל קליפה ישנה רמת אנרגיה ספציפית מאד שבה נמצאים האלקטרונים. רמת האנרגיה הזו נקבעת ע"י עוצמת המשיכה החשמלית בין האלקטרון לגרעין, עוצמת הדחיה החשמלית שלו מאלקטרונים שסובבים אותו וכמובן שפרמטרים אלו תלויים במרחק בין הגורמים השונים (אני מזניח פה משיכה גרביטציונית שכן הכח החשמלי חזק בסדרי גודל ממנו אז מיותר להוסיף פה עוד מידע).
מודל בוהר מתייחס לאטום בודד וניתן להסיק ממנו לגבי גזים, כאשר מדברים על מוצקים יש השפעות נוספות, למשל אלקטרונים חופשיים (כמו שגרימניר_א הסביר).
החלק החשוב בכל האמור להעיל:
יש גרעין חיובי שסביבו מרחפים אלקטרונים. האלקטרונים מסודרים בקליפות שבכל קליפה יש אנרגיית קשר אחידה. ככל שהקליפה 'רחוקה' יותר מהגרין, כך רמת האנרגיה בה גבוהה יותר.
לא ממש, אנרגית הקשר של אלקטרון בקליפה רחוקה דווקא נמוכה יותר. אולי אתה מתכוון לכך שאם אלקטרון עלה לקליפה גבוהה יותר אז לאטום יש רמת אנרגיה גבוהה יותר?
הלאה:
לקרן אור, או כל גל אלקטרומגנטי לצורך העניין, יש אנרגיה. האנרגיה נקבעת לפי תדירות הגל בנוסחא פשוטה של תדר כפול קבוע פלנק.
בנושא הזה ספציפית קל יותר לדבר דווקא על התכונות החלקיקיות של האור - משמע פוטונים.
ישנו פוטון בעל תדר מסויים, f ולכן בעל אנרגיה h*f (כאשר h זה קבוע פלנק) שנע בחלל ומתנגש באלקטרון שקשור לאטום.
מסיבה שלא ממש ידועה לי, בהתנגשות הזו יקרה אחד מ-2 דברים:
1. הפוטון יעביר את כל האנרגיה שלו לאלקטרון ויעלם.
2. הפוטון פשוט יעבור דרך האלקטרון ללא כל אינטראקציה.
הסיבה לכך היא שהאלקטרון שקשור לאטום יכול להמצא *רק* ברמות אנרגיה בדידות (אין "באמצע").
גם לא ממש נכון להגיד שהפוטון יעבור דרך האלקטרון ללא אינטראקציה, הוא בהחלט יכול לעבור ללא אינטראקציה אבל לא *דרך* האלקטרון. בגלל עקרון אי-הוודאות לא ניתן להתייחס לאלקטרון האטום במונחים של מיקום מדוייק.
מה קובע? זו בדיוק הנקודה החשובה!
אלקטרון יכול לקבל תוספת אנרגיה מפוטון ולעלות לרמת אנרגיה גבוהה יותר! (משמע להתרחק מהגרעין). אם האלקטרון יקבל מספיק אנרגיה הוא יכול פשוט לשבור את הקשר שלו עם הגרעין ולעזוב את האטום לגמרי.
אם הפוטון מחזיק בדיוק בכמות אנרגיה שתספיק לאלקטרון לעבור מהרמה\הקליפה בה הוא נמצא לרמה גבוהה יותר - הוא יעביר לאלקטרון את כל האנרגיה שלו ויעלם. האלקטרון יעלה לרמת אנרגיה גבוהה יותר (נקרא עירעור, זה מצב לא יציב) ומהר מאד יחזור למצבו הטבעי תוך פליטת הפוטון בחזרה.
אם הפוטון מחזיק מספיק אנרגיה כדי לשחרר את האלקטרון מהאטום, גם אז הוא יספח לאלקטרון ויעביר לו את כל האנרגיה שלו, אולם האלקטרון יעזוב הפעם את האטום סופית ולא יפלוט את הפוטון בחזרה.
הנקודה החשובה פה היא שישנם הפרשים מאד מסויימים בין רמות האנרגיה השונות באטום (לכל יסוד יש רמות שונות, אבל לכל אטום מאותו היסוד יהיו רמות זההות; עם הסתייגות לגבי איזוטופים).
לכן לכל יסוד יש מה שנקרא ספקטרום: ספקטרום זה האנרגיות הספציפיות ולכן גם התדרים הספציפיים של פוטונים שאלקטרונים ביסוד יכולים לספוח - משמע ההפרשים בין רמות אנרגיה שונות בקליפות האטום.
פוטון שמכיל אנרגיה לא מדוייקת - משמע תדר שונה, אפילו במעט - פשוט יעבור דרך האלקטרון ללא כל אינטראקציה (או לפחות לא כזו שאנחנו יודעים למדוד). פוטון בתדר מדוייק, שמכיל בדיוק את כמות האנרגיה שמפרידה בין 2 רמות אנרגיה באטום, יספח באלקטרון ויערער אותו לרמה גבוהה יותר.
פוטון שמכיל מספיק אנרגיה כדי לשחרר את האלקטרון לחלוטין יספח גם כן.
עכשיו נחבר אותך קצת לדברים שנאמרו פה קודם:
תחום התדרים האינפרא אדומים אנרגטי פחות מתחום התדרים של האור הנראה - לכן ישנם עצמים אטומים באור הנראה אך שקופים בתחום האינפרא-אדום - פשוט לאור הנראה יש מספיק אנרגיה כדי לשחרר את האלקטרונים באטומים ולכן הוא כולו נספח, אולם רק לתדרים מאד מסויימים בתחום האינפרא-אדום יש אנרגיה שמתאימה בדיוק כדי לערער אלקטרון ושאר התדרים עוברים דרך האטום ללא אינטראקציה.
תחום האולטרא-סגול אנרגטי יותר מתחום האור הנראה - לכן האטמוספירה שלנו ששקופה לאור נראה שרק תדרים מאד מסויימים בו יכולים לערער אלקטרון (אבל לא מספיק אנרגטיים לשחרר אחד) יבלעו בה, לעומת הקרניים האולטרא סגולות המכילות כולן מספיק אנרגיה ע"מ לשחרר את האלקטרון מהאטום לחלוטין ולכן נבלעות כולן.
|
ראשי
צ'אט
10-06-2009, 17:45
מצב כלאיים
