2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Za čestice u kontejnerima makroskopskih dimenzija, razdvajanje translacionih nivoa energije je tako malo da za sve praktične svrhe njihovo translaciono kretanje nije kvantizovano.
Razdvajanje između energetskih nivoa je malo za molekularno rotaciono kretanje, veće za vibraciono kretanje i još veće za energije elektrona u atomima i molekulima
Još jedna stvar u ovom pitanju koja se mora uzeti u obzir je da fizičko stanje može odgovarati datom energetskom nivou. Na primjer, molekul se može rotirati u jednoj ravni na određenom energetskom nivou, ali također može biti u stanju da se rotira u drugoj ravnini s istom energijom, pri čemu svaka drugačija orijentacija rotacijskog kretanja odgovara različitom rotacijskom stanju molekula.
Broj određenih stanja koja pripadaju energetskom nivou naziva se degeneracija. Ako postoji samo jedno stanje kretanja koje odgovara određenoj energiji, onda se za taj nivo kaže da nije degenerisan.
Energija elektromagnetnih polja
Elektromagnetno polje je oscilirajući električni i magnetni poremećaj koji se širi kao talas u praznom prostoru. Talas putuje konstantnom brzinom koja se zove "brzina svjetlosti", c, što je oko 3 x 108 m.s -2 .
Kao što ime govori, elektromagnetno polje ima dvije komponente, električno polje koje djeluje na naboje čestica (i sezonske i pokretne) je elektromagnetno polje koje djeluje samo na pokretne nabijene čestice.
Elektromagnetno polje je predstavljeno talasnom dužinom, zvanom lambda, što je rastojanje između susednih talasnih vrhova i njegove frekvencije, ni, što je broj puta u sekundi koji njegova disperzija se u određenoj tački vraća na prvobitnu vrijednost (frekvencija se mjeri u hercima i 1 Hertz=1 s-1.
Dužina i frekvencija talasa povezane su jednačinom hni=c. Dakle, što je kraća talasna dužina, to je veća frekvencija. Karakteristike talasa su takođe prikazane, dajući njegov broj talasa zračenja, gde je:
Broj talasa se može opisati kao ceo broj talasnih dužina u datom intervalu fizičke dužine.
Valesne vrijednosti su normalno predstavljene kao recipročne vrijednosti u cm (cm-1); tada nam vrijednost talasa od 5 cm-1 pokazuje da se 5 talasnih dužina nalazi u potpunosti u jednom centimetru.
Važno je shvatiti da se korelacija E=hv i v=cv’ može pomiješati da se energija pretvori u vrijednosti valova.
Kvantna mehanika dodaje ovom talasastom opisu elektromagnetnog zračenja uvođenjem koncepta paketa elektromagnetne energije ponašanja česticazove fotoni.
Intenzitet zračenja je određen brojem fotona u zraku: intenzivna zraka ima veliki broj fotona, slaba zraka ima mali broj fotona; lampa snage 100 W (1 vat=1 Js-1) generiše približno 1019 fotona u sekundi, ali čak i tako, potrebno je mnogo sati da se generiše jedan mol fotona.
Energija svakog fotona određena je njegovom jediničnom frekvencijom prema jednačini E=hni.
Ova korelacija ukazuje da fotoni mikrotalasnog zračenja imaju nižu energiju od fotona vidljive svetlosti (koje se sastoje od talasnih dužina niže vrednosti i veće frekvencije). To također implicira da se energije fotona vidljive svjetlosti povećavaju kako se svjetlost mijenja u crvenu (duge talasne dužine) i ljubičastu (kratke talasne dužine).
