La luz está hecha de partículas llamadas fotones que contienen cantidades específicas de energía. En detalles, ¿cómo se relacionan los campos magnéticos y eléctricos o qué tienen en común con los fotones?

La luz tiene una naturaleza dual. Además de la naturaleza de las partículas como mencionó, también se comporta como una onda. Es un campo electromagnético oscilante (EM).
Cuando la luz se acerca a una molécula, el campo oscilante de la luz interactúa con el campo de la molécula.

En una imagen clásica, puede pensar en términos de H y Cl como un sistema de dos partículas unidas a un resorte (campo eléctrico). Cuando se le da un impulso (del fotón) al sistema, éste oscila / vibra y, por lo tanto, la energía del fotón queda atrapada / absorbida en el sistema.

En una imagen cuántica, el sistema puede absorber solo algunas energías discretas de fotones. Esto se debe a que la molécula es un sistema cerrado. La analogía se puede dibujar en una cadena unida en ambos extremos. Sabemos que solo las energías discretas [correspondientes a modos específicos] pueden interactuar / sostenerse en el sistema y todas las demás energías no hablarán con la cadena para generar modos.

Dado que el fotón es un campo EM oscilante, y si la molécula que interactúa puede oscilar a la frecuencia del fotón, entonces se absorbe en el sistema. Esto se debe a que cuando la molécula oscila, su campo eléctrico también oscila. Por lo tanto, se crea una resonancia en la oscilación y la molécula vibra.

De la ley de Coulomb, E 1 / r * r.

Además, el campo eléctrico y el campo magnético son uno y lo mismo. Se pueden transformar entre sí utilizando relaciones de relatividad dependiendo de los marcos.

Sobre la primera parte de la pregunta. Cada una de las cuatro fuerzas fundamentales tiene una partícula portadora: un bosón. El portador del campo electromagnético es el fotón. Los fotones se representan como ondas sinusoidales que viajan a través del espacio, que tienen dos componentes mutuamente perpendiculares: uno eléctrico y otro magnético. Están en fase, lo que significa que sus máximos están sincronizados.

Luego, la segunda parte de la pregunta.

Los niveles de energía en la capa de electrones se cuantifican. Esto significa que se caracterizan por una cantidad específica y constante de energía. Hay alguna diferencia de energía entre cada dos niveles. Cuando un electrón se encuentra con un fotón, este último se absorbe, elevando la energía del electrón por la cantidad que transportaba el fotón. Si esta cantidad es mayor o igual que la energía de un nivel de electrones libres dentro del átomo, el electrón salta allí. Si no es suficiente, la energía absorbida se vuelve a emitir, sin causar ningún cambio estructural.

Los niveles de energía de electrones no son solo los estudiados en las clases de química para principiantes. Cada subshell de electrones tiene un conjunto de niveles vibratorios. Este es el diagrama de Jablonski. Puede ignorar la mayoría de los procesos si aún no está familiarizado con la luminiscencia.

Cada una de las dos parábolas [math] S_0 [/ math] y [math] S_1 [/ math] son ​​niveles de energía de electrones, por ejemplo, un orbital de enlace [math] \ pi [/ math] y un [math] \ pi * [/ matemática] antienvejecimiento orbital. Las líneas dentro de la parábola son niveles de energía vibracional. Como puede ver, la diferencia entre dos niveles de vibración es pequeña, por lo que una pequeña cantidad de energía es suficiente para causar vibración molecular. Una última cosa a tener en cuenta. El nivel vibratorio más bajo no se encuentra en el mínimo de la parábola. Esto significa que no importa cuál sea la temperatura, la vibración molecular no se detendría.