¿Los electrones regresan al estado fundamental para ganar estabilidad?

Su pregunta deja vago, quizás, el significado de la palabra ‘estabilidad’. Un electrón alrededor de un átomo, por ejemplo, puede excitar y desaparecer de un estado de momento angular a otro con la absorción o emisión de un fotón de energía igual a la diferencia entre las energías de los dos estados estacionarios en cuestión.

Todas estas transiciones tienen, por supuesto, una probabilidad asociada de ocurrir espontáneamente o por una perturbación de la fuerza electromagnética. Esto incluye el nivel del estado fundamental junto con todos los demás niveles. La única diferencia con el nivel de energía del estado fundamental es que no hay un nivel más bajo para que el electrón se descomponga espontáneamente, por lo que esto solo deja en cuenta los niveles “superiores”; por excitación a través de la absorción de fotones o absorción parcial, como mostró el experimento de Frank-Hertz. De lo contrario, todas las transiciones; tanto ‘arriba’ como ‘abajo’ dentro de las transiciones permitidas (el momento angular debe cambiar solo en 1 unidad) nacen iguales, por así decirlo.

Es muy probable que los niveles muy altos no estén ocupados simplemente porque hay muchas formas de “caer”; La probabilidad de que ocurra alguna transición hacia abajo es alta simplemente porque hay muchas maneras y oportunidades para que esto ocurra. No es realmente que haya algo particularmente especial sobre el nivel de energía del estado fundamental, excepto que este es el más bajo. Todavía hay una energía de medio cuántico que nunca se eliminará en el modelo del oscilador armónico cuántico debido a las relaciones de no conmutación.

Supongo que realmente estoy diciendo que el estado fundamental es solo otro estado de energía o momento angular, por lo que la palabra “estabilidad” podría reemplazarse simplemente por el sentimiento de que en este Estado fundamental; no hay más estados de “desexcitación” disponibles.

Sí, lo hacen, o al menos bajan a niveles de energía más bajos. Cuando hacen esto, liberan energía, en forma de fotones. Una forma de ver esto es a través de una lámpara de descarga de gas, que envía energía a un gas ionizado, enviando el electrón a un nivel de energía más alto. Cuando bajan, producen fotones, algunos de los cuales son visibles, razón por la cual funcionan las lámparas de descarga de gas.

En realidad, puedes hacer cálculos fáciles y divertidos con hidrógeno, calculando la energía de los fotones liberados cuando el electrón se mueve a un nivel inferior.

Pienso en la energía como partículas que pueden dispersarse y tener entropía. Si un electrón tiene energía por encima del estado fundamental, puede arrojar la energía y bajar más. Los estados de energía por encima del estado fundamental no son estables; Tienen vidas medias. El electrón no puede volver más alto a menos que reciba algo de energía, lo que es estadísticamente menos probable, por lo que los átomos tienden a asentarse en sus estados fundamentales y permanecer allí a menos que la energía sea abundante.

De hecho lo hacen, o más bien para reducir los niveles de energía. Intentar hacer cálculos de energía de transición debido a la transformación de fases, es divertido.

Si.

PD: 5 dólares para la escuela.