Concetti Chiave
- Gli atomi di idrogeno eccitati emettono luce a diverse frequenze, con una riga intensa nel rosso a 656nm.
- Gli atomi possono emettere energia solo in quantità discrete, corrispondenti a transizioni tra livelli energetici.
- La differenza di energia tra livelli è emessa o assorbita come fotoni, con energia E=hν.
- Gli elettroni mostrano un dualismo onda-particella, comportandosi sia come onde che come particelle.
- La relazione di de Broglie descrive la lunghezza d'onda di una particella come λ=h/mv.
Spettri atomici e livelli energetici
Quando si fa passare corrente elettrica attraverso un campione di H a bassa pressione viene emessa luce di molte frequenze diverse. La riga emessa di maggiore intensità cade nel rosso (656nm) cosicché gli atomi eccitati brillano apparentemente di luce rossa.
Un atomo emette soltanto particolari frequenze di radiazioni perché è in grado di cedere energia soltanto in determinate quantità distinte; questo porta a credere che l'atomo stesso possa esistere solo in una determinata serie discontinua di stati, i cosiddetti livelli energetici. Quando subisce una transizione, l’elettrone passa da uno di tali livelli energetici a un altro e la differenza di energia, ΔE, viene scambiata sotto forma di un fotone, accettato o emesso.
Dato che l’energia del fotone è E=hν, con h costante di Planck e ν frequenza della luce della radiazione della quale il fotone fa parte, segue che E=Esup-Einf, da cui E=hΔv. Come la luce, anche un elettrone può comportarsi come onda e particella, infatti il dualismo onda-particella caratterizza anche gli elettroni (e la materia in generale).
Relazione di de Broglie: λ(lunghezza d’onda)=h/mv (ad una particella pesante che viaggia veloce è associata una lunghezza d’onda piccola). Non è possibile determinare simultaneamente con precisione la quantità di moto, o momento, e la posizione di un elettrone (o di qualsiasi altra particella).
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