Energie-Niveau-Schema - Quantenphysik
Автор: physikdigital • de
Загружено: 2024-11-16
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In diesem Video geht es um das Energieniveauschema, ein Modell, das die Energieverteilung von Elektronen in Atomen und Molekülen anschaulich darstellt. Zur Erklärung verwenden wir das Bohrsche Atommodell: Wir stellen uns vor, dass Elektronen auf festen Bahnen um den Atomkern kreisen, ähnlich wie ein Satellit um die Erde. Die Elektronen werden vom positiv geladenen Kern angezogen, und je weiter sich ein Elektron vom Kern entfernt, desto höher ist seine Lageenergie. Die niedrigste Lageenergie entspricht dem Energieniveau 1.
Um das Elektron vom ersten auf das zweite Energieniveau zu heben, muss eine genau definierte Energiemenge aufgebracht werden. Trifft ein Photon mit dieser Energie auf das Elektron, wird es auf das zweite Energieniveau angehoben. Das Atom „strebt“ jedoch danach, wieder in den Grundzustand zurückzukehren: Beim Übergang zurück von Niveau 2 zu Niveau 1 gibt das Elektron die zuvor aufgenommene Energie in Form eines Photons ab, das exakt der zuvor aufgenommenen Energiemenge entspricht.
Möchte ein Elektron vom ersten auf das dritte Energieniveau gelangen, benötigt es mehr Energie. Ein Photon mit höherer Frequenz (und damit mehr Energie) muss auf das Elektron treffen, damit es um zwei Stufen angehoben wird. Beim Rückfall auf das Grundniveau sind zwei Szenarien möglich: Das Elektron kann entweder direkt vom dritten zum ersten Energieniveau springen und dabei ein Photon im blauen Spektralbereich abgeben, oder es fällt stufenweise über das zweite Energieniveau zurück. In diesem Fall gibt es zwei Photonen ab, jeweils mit einer spezifischen Frequenz, die dem jeweiligen Übergang entspricht.
Trifft ein Photon auf ein Elektron, dessen Energie nicht genau der benötigten Energiemenge entspricht, um das Elektron auf ein bestimmtes Energieniveau zu heben, kann das Elektron dieses Photon nicht absorbieren. Die Absorption einer solchen unpassenden Energiemenge würde das Elektron zwischen die festgelegten, diskreten Energieniveaus versetzen – eine Position, die in diesem quantisierten System nicht existiert.
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