Para ampliar un poco la excelente respuesta de Alfred:
La incertidumbre en la frecuencia de un fotón (y, por lo tanto, su energía) puede entenderse intuitivamente en términos de la longitud de su paquete Wave en relación con su longitud de onda (conectando así la versión de tiempo-energía del principio de incertidumbre de Heisenberg con la versión de posición / longitud de onda). Entonces, la frecuencia de un fotón es en realidad una distribución de frecuencias en forma de campana, y si hay alguna amplitud a la frecuencia requerida para excitar un átomo de un nivel al siguiente, irá. Por supuesto, va mejor en la cima de la distribución.
El efecto de los cambios Doppler se usa para crear melaza óptica, una forma inteligente de mantener los átomos neutros en su lugar (y enfriarlos) en una cámara evacuada: un grupo de láseres entrecruzados se sintonizan justo por encima de la frecuencia de resonancia de alguna transición atómica para que el átomo no absorba los fotones (y su impulso ) a menos que la cabeza entre en los rayos láser. ¡Muy lindo!
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También se debe tener en cuenta que los fotones con energías “no coincidentes” también pueden excitar las transiciones (generalmente al expulsar un electrón por completo del átomo) si sus energías son más altas de lo necesario. Esto es algo así como la dispersión de Compton de electrones unidos , excepto que no hay fotón “saliente”. (Si dibujó el diagrama de Feynman, el segundo fotón se conectaría al núcleo positivo del átomo). Tiene una aplicación importante en la espectroscopía de fotoemisión resuelta en ángulo (ARPES), donde un fotón de rayos X (generalmente de una radiación sincrotrón instalación) golpea un átomo y noquea un electrón con suficiente energía para ser analizado en un espectrómetro magnético; Al combinar el ángulo de emisión medido con la energía cinética medida del electrón, se puede determinar qué cantidad de energía del fotón se utilizó para superar la unión del electrón al átomo (y al sólido en el que estaba incrustado el átomo). Esta ha sido una técnica experimental crucial en el esclarecimiento de la superconductividad a alta temperatura, que es cómo sé un poco al respecto y me siento obligado a decirle mucho más de lo que realmente quería saber. 🙂 Lo siento!
