Что представляют собой оптические спектры атомов? при каких условиях они возникают?

відповідь:

спектральные серии водорода — набор спектральных серий, составляющих спектр атома водорода. поскольку водород — наиболее простой атом, его спектральные серии наиболее хорошо изучены. они хорошо подчиняются формуле ридберга.

спектральные линии, возникающие при переходах на основной энергетический уровень, называются резонансными, все остальные — субординатными.

пояснення:

ответ:

атомными спектрами1 называют как спектры испускания, так и спектры поглощения, которые возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных или слабовзаимодействующих атомов.

(1 атомные спектры называют оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом (100—400 нм), видимом (400—760 нм) или инфракрасном (а. > 760 нм) диапазоне длин волн.)

электроны в атомах могут находиться в стационарных энергетических состояниях. в этих состояниях атомы не излучают и не поглощают энергии. энергетические состояния схематически изображают в виде уровней (см., например, рис. 23.11). число электронов в атоме ограничено, при отсутствии внешних воздействий они заполняют только часть возможных электронных энергетических уровней с наименьшей энергией. таким образом, оказываются заполненными нижние электронные уровни, тогда как верхние остаются свободными. состояние атома с возможной минимальной энергией называют основным. если атом получает энергию (например, при соударении с другими атомами или при поглощении кванта света), то может произойти переход какого-либо электрона с заполненного на более высокий свободный уровень. при этом атом оказывается в электронно-возбужденном состоянии с избыточной энергией.

поглощение кванта возможно при условии, если его энергия равна разности энергий какого-либо свободного электронного уровня (еi) и заполненного (ek): hv = еi - ek, i > k (23.31). эта формула выражает закон сохранения энергии.

возбужденные атомы стремятся перейти в состояние с наименьшей энергией. поэтому происходят спонтанные квантовые переходы ei  ek. такие переходы могут быть безызлучательными (энергия передается окружающим атомам при столкновениях, вызывая нагрев тела) или излучательными с испусканием квантов света, энергия которых выражается формулой (23.31). спонтанное излучение определяется в основном внутренними причинами, яв­ляется случайным событием и имеет вероятностный характер. обычные источники света испускают в основном спонтанное излучение.

особо выделяется другой вид излучения, который называется вынужденным, или индуцированным. оно возникает при взаимодействии кванта с возбужденным атомом и будет рассмотрено в § 24.8

наибольший интерес представляют оптические атомные спектры испускания, которые получают от возбужденных атомов. их возбуждение обычно достигается при электрическом разряде в газе или нагревании вещества пламенем газовых горелок, электрической дугой или искрой.

объяснение: