¿Cómo podemos decir que la transición electrónica solo puede tener lugar si se proporciona la cantidad exacta de energía? ¿Puede trascender con un poco más de energía?

Sí, no solo un poco más alto, sino también un poco más bajo.

La razón es que la noción de niveles de energía precisos es solo una aproximación. Para que un estado atómico tenga una energía exacta, tendría que durar para siempre, es decir, nunca decaer. Esto es una consecuencia del principio de incertidumbre de Heisenberg con el fuzz en energía (delta E ) inversamente proporcional a la vida útil del estado (delta t ).

Además, en una gran muestra de átomos, hay una serie de efectos que crean una distribución de lo que podría ser la energía “exacta”: una propagación de las velocidades térmicas que provocan una propagación de los cambios Doppler, que provocan campos eléctricos y / o magnéticos dispersos. cambios en los niveles de energía, colisiones entre los átomos, etc. Es decir, en una gran población de átomos, seguramente encontrará una coincidencia si está cerca de la energía nominal.

Básicamente, de esto se trata la ciencia cuántica. Los electrones que eliminan un cuanto de energía para experimentar una transición energética liberarán esa energía en descomposición. Es lo que hace que los elementos tengan espectros de absorción. La razón por la que los espectros de absorción pueden usarse como herramienta analítica es porque las frecuencias específicas (o longitudes de onda) de la radiación electromagnética son absorbidas por los electrones en las correspondientes transiciones electrónicas específicas. Si estas transiciones también fueran activadas por frecuencias que eran más altas o más bajas en energía, los espectros de absorción observados no indicarían esta especificidad, ya que otras frecuencias también serían absorbidas causando las transiciones electrónicas específicas. Esto no es lo que se observa, por lo que los espectros de absorción de elementos puros son patrones muy definidos.

Un curso introductorio en teoría cuántica atómica introducirá el tratamiento de nivel discreto. Sin embargo, hay múltiples efectos que conducen a la ampliación de la línea. Las matemáticas son aún más complejas, por lo que, por supuesto, los estudiantes no comienzan con el caso más complejo.

El ensanchamiento de la línea no térmica está relacionado con el tiempo que lleva la transición. El producto del tiempo de transición y la variación de energía es proporcional a la constante de Plank. Esto ocurre a través de la transformación de Fourier del campo de fotones. Relación de incertidumbre simple.

Habrá trenzado Doppler en un gas debido a que los átomos se mueven hacia y lejos de ti.

En un sólido, la situación es más compleja ya que se puede compartir algo de energía con los modos vibratorios del sólido.

Todo esto y más han sido bien estudiados, publicados y enseñados en cursos cuánticos más avanzados.

Creo que esto viene bajo “resonancias”. La transición ocurre cuando la energía entrante resuena con el electrón, por lo que todo se utiliza en la transición.