7.6
Quand un atome absorbe l'énergie, les électrons deviennent excités et se déplacent à un niveau d'énergie plus élevé. Lorsque les électrons se détendent vers le bas à un état d'énergie plus faible ou à l'état fondamental, l'énergie excédentaire est libérée sous forme de photon. La longueur d'onde de la lumière absorbée et émise dépend de la différence entre les niveaux d'énergie haute et basse.
La lumière émise à haute énergie résulte d'électrons se relaxant à partir d'un niveau d'énergie plus élevé, et la lumière émise à faible énergie résulte d'électrons se relaxant à partir d'un niveau d'énergie plus faible. Un spectre d'émission est une mesure du rayonnement émis à travers une gamme de longueurs d'onde. Avec les espèces élémentaires pures, le comportement d'émission apparaît comme des lignes de longueurs d'onde spécifiques plutôt qu'un large spectre.
C'est le spectre d'émission de l'hydrogène. L'ensemble des raies spectrales dans la région de la lumière visible est connu comme la série Balmer. Il se produit lorsque les électrons passent d'un niveau d'énergie supérieur à n 3 de retour à n 2.
Le spectre de la lumière visible apparaît sous forme de raies spectrales à 410, 434, 486 et 656 nm, qui correspondent aux transitions de niveau d'énergie de n 3, 4, 5 et 6, respectivement, à n 2. Des raies spectrales supplémentaires peuvent être mesurées en dehors de la plage visible, telles que la série Lyman dans la région UV et la série Paschen dans la région infrarouge. Les longueurs d'onde des raies spectrales pour l'hydrogène peuvent être prédites en utilisant une expression mathématique, où R-H est la constante de Rydberg, n1 est le nombre quantique principal du niveau d'énergie inférieur, et n2 est le nombre quantique principal du niveau d'énergie supérieur.
Pour la série Balmer, n1 2. Puisque différents atomes ont des niveaux d'énergie différents, les raies d'émission spectrales varient d'un élément à l'autre et sont utilisées pour identifier les substances. L'inverse d'un spectre d'émission est son spectre d'absorption.
En regardant l'hydrogène, les raies dans son spectre d'absorption sont situées aux mêmes longueurs d'onde de son spectre d'émission, mais elles sont sombres. Ce sont les longueurs d'onde de la lumière qui sont absorbées par un atome d'hydrogène lorsqu'il est exposé à un spectre de lumière blanche continue.
Lorsque les solides, les liquides ou les gaz condensés sont suffisamment chauffés, ils émettent une partie de l'énergie excédentaire sous forme de lum…
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