¿Cuál es el mecanismo detrás de la absorción de luz por los átomos?

Esto tiene que ver con la excitación electrónica. Pero permítame darle un poco de antecedentes primero: como probablemente sepa, los electrones orbitan el núcleo atómico en capas que están compuestas de sub capas que están compuestas de orbitales. Cada orbital puede contener dos electrones con estados de espín opuestos. Pero olvidemos los orbitales y las subcapas por un momento y concentrémonos en las capas de electrones. Las capas de electrones corresponden a un nivel de energía específico de los electrones, así que digamos que una capa de electrones n = 3 es más alta en energía que la capa de n = 2. Los electrones pueden ser promovidos a un nivel de energía más alto cuando se les proporciona suficiente energía y, por lo tanto, se excitan . En este caso, estamos hablando de la luz, de modo que cuando la luz de una frecuencia específica y, por lo tanto, la energía, que corresponde a la diferencia de energía entre los niveles de energía, los electrones absorben esa luz de una frecuencia específica y se excitan temporalmente y ascienden a una energía más alta. nivel. Sin embargo, eso es temporal y los electrones necesitan volver a su nivel de energía más bajo que ahora solo pueden lograr mediante la emisión de esa energía extra que ahora poseen en forma de un fotón que tiene la misma energía “extra” que se les da en el primer lugar. Por lo tanto, se vuelve a emitir luz de una frecuencia específica que puede verse (si está en el espectro visible) debido a esta frecuencia y longitud de onda específicas, por ejemplo, si se emite luz de baja frecuencia y, por lo tanto, se emite una longitud de onda grande (v = f * longitud de onda) En la región roja. Una vez que se han emitido esos fotones, los electrones vuelven a sus niveles de energía originales.

Cuando un átomo absorbe luz, los electrones en su capa de valencia aumentan uno o más niveles de energía (ganan energía).

No conozco las fórmulas que describen la física de la absorción de luz por un átomo (específicamente, la transferencia de energía de un fotón a un electrón), pero el resultado final es que un electrón se excita y gana energía. Después de eso, hay dos caminos principales.

1. El electrón puede volver a caer. En este caso, se emite un nuevo fotón con la cantidad correspondiente de energía.

2. El electrón puede ser cosechado. En las células solares, esto se usa para conducir una corriente. En la fotocatálisis de óxido metálico, esto proporciona los pares de electrones para catalizar las reacciones redox.

El significado de “el átomo oscila” probablemente se refiere a la absorción de un fotón y la emisión de un nuevo fotón, aunque no conozco el contexto específico de la pregunta.

Esta es una pregunta difícil de responder en términos que tienen sentido en términos de la física cotidiana en la escala en que vivimos. La respuesta inevitablemente involucra la mecánica cuántica, que la mayoría de la gente está de acuerdo en que no es del todo intuitiva.

Los electrones en los átomos existen como resonancias atrapadas en el pozo potencial del núcleo. Hay una serie de tales resonancias, a diferentes niveles, con la curiosa condición de que cualquier resonancia solo puede tener un electrón. Las diferentes resonancias tienen diferentes requisitos de energía, de modo que un electrón puede moverse de una resonancia a otra absorbiendo algo de energía o emitiéndola, según corresponda. Y esa energía se expresa, en muchos casos, por un fotón: una oscilación en el campo electromagnético que lleva energía con él. Entonces, la absorción de un fotón por un átomo hace que un electrón salte de una resonancia a otra. En cuanto a una descripción más detallada de lo que está sucediendo, por el momento no lo tenemos. Todo lo que sabemos es que sucede, y la energía del fotón que se absorbe debe coincidir con la diferencia de energía entre las dos resonancias. Dar o tomar la cantidad de falsificación permitida por el Principio de incertidumbre de Heisenberg, que permite que la física no sea contable.

Cuando el átomo tiene una posición vacante, se aplica luz.