Si continuamente brillas luz sobre los átomos, ¿los electrones alguna vez caerán? ¿O permanecerán en un estado excitado?

Si un átomo absorbe un fotón es porque la energía del fotón coincide con la energía requerida para mover un electrón a un estado excitado. Ese átomo no absorberá otro fotón de la misma energía a menos que el electrón excitado pierda la energía y regrese al estado fundamental o haya otro estado excitado disponible que coincida con la diferencia de energía entre el estado excitado actual y otro.

De manera cruda, los niveles de energía son como peldaños en una escalera. Solo se mueve de un peldaño a otro si la energía del fotón coincide con el espacio entre los peldaños, excepto que esta escalera tiene un espaciado diferente entre los peldaños y esos espacios pueden cambiar a medida que se mueve de peldaño a peldaño. En muchos casos, el átomo o la molécula no absorberán otro fotón de la misma energía una vez que haya absorbido el primero porque no hay otra transición de la misma energía disponible.

Imagina que tienes un átomo con un estado fundamental (llámalo 0) y dos estados excitados (llámalos 1 y 2 por simplicidad). Puede absorber un fotón para moverse entre dos estados solo si la energía del fotón coincide con la diferencia de energía entre los dos estados. Por lo general, la energía 0 a 1 no coincide con la energía 1 a 2, por lo que el mismo fotón de energía no funcionará en ambas transiciones.

Mirando las respuestas existentes, no vi ninguna referencia a la emisión estimulada. Es cierto que la luz no puede detener la caída de los electores excitados, pero hace más que eso, en realidad hace que los electrones vuelvan al estado fundamental (y luego los empuja hacia arriba). Este proceso se llama emisión estimulada y es más fuerte cuanto más intensa es la luz. En el límite de campo fuerte (luz muy intensa), hay una posibilidad igual de que los electrones estén en estado excitado y en tierra, esto se llama oscilaciones Rabi.

Si la luz tiene una longitud de onda que probablemente sea absorbida y el átomo (sea lo que sea) es propenso a la fluorescencia (en lugar de a la fosforescencia), entonces el átomo absorberá continuamente fotones y reemitirá fotones de una longitud de onda más larga (menor frecuencia y menor energía) ) una y otra vez.

Esta no es la imagen completa, y depende de qué átomos estamos hablando, etc. La luz incidente también debe ser de energía suficiente para aumentar el nivel de energía del electrón, aunque creo que hay casos en los que se pueden absorber múltiples fotones. para contribuir al aumento en el nivel de energía.

Los electrones en los átomos nunca se caen y siguen orbitando el núcleo indefinidamente porque están en resonancia con la energía del punto cero, lo que continuamente les da la misma cantidad de energía que teóricamente irradiarían la física clásica.

Hacer brillar una luz sobre los átomos no necesariamente producirá ningún estado atómico excitado, y solo lo hará si la energía de los fotones que golpean los átomos coincide con la brecha de energía entre dos estados de energía que también tienen una diferencia en el momento angular orbital de una unidad (Planck’s Constante, h).

Los estados excitados atómicos decaerán al estado fundamental con una vida media que depende del grado de superposición de la función de onda entre los dos estados atómicos, junto con otros factores. La teoría cuántica indica que el mecanismo básico de la desintegración del estado excitado es también una interacción de los electrones involucrados con la energía del punto cero.

Los átomos son excitados por la absorción de luz y luego emiten luz. Desde el punto de vista químico, esto corresponde a subir un electrón a uno o más orbitales a medida que el fotón se absorbe y vuelve al estado fundamental 10–8 segundos más tarde. Se mide la luz emitida o se puede medir la luz absorbida, lo que da como resultado espectros de emisión o absorción que proporcionan información idéntica sobre el átomo. No creo que pueda ser continuo: un electrón permanece excitado solo durante 10 a 8 segundos antes de “” caerse “. Creo que se emiten fotones mientras se absorben otros nuevos, lo que significa que los mismos átomos no permanecen excitados. Estoy No es un físico, ¡pero creo que esto es correcto!