Elektronen in einem Atom absorbieren ein ankommendes Photon, um Energie zu gewinnen und auf ein höheres Energieniveau (Schale oder anderes Orbital) zu springen, wenn man bedenkt, dass das Photon nicht genug Energie hat, um das Elektron auf ein höheres Energieniveau springen zu lassen, würde das Elektron immer noch das Photon absorbieren?
Es ist unwahrscheinlich, dass ein ungestörtes Atom ein Photon absorbiert, das nicht einem verfügbaren angeregten Energieniveau für ein Elektron entspricht.
Es ist unwahrscheinlich, weil die Heisenbergsche Unschärferelation die Dauer einer Energieerhaltungsverletzung zeitlich begrenzt.
Die meisten Atome sind jedoch nicht völlig ungestört. Festkörper und Flüssigkeiten, unter Druck stehende Gase, Moleküle (viele Gase sind zweiatomige Moleküle), alle zeigen dickere Spektrallinien als einzelne Atome.
Das bedeutet, dass nach Heisenberg eine geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine außerenergieliche Anregung auftritt, oder eine größere Wahrscheinlichkeit, wenn eine Vielzahl anderer Störeinflüsse berücksichtigt werden.
OK, die tatsächliche Größe dieser Linienbreiten ist winzig, es ist normalerweise nicht wichtig, und nur die "richtigen" Lichtfarben werden absorbiert. Aber es gibt genug Streuung, dass feste Materialien mit Milliarden von Atomen eine ziemlich gute Chance haben, sichtbares Licht zu absorbieren. Deshalb gibt es schwarze Objekte und Schwarzkörper-Näherungen funktionieren.
Zunächst einmal befinden sich das Elektron und das Atom in einem quantenmechanischen Zustand. Das gesamte Atom absorbiert das Photon, wenn es einen Unterschied zwischen den Energieniveaus gibt, der innerhalb von Breiten gleich der Energie des Photons ist. Wenn es existiert, dann wird ein Photon, das auf ein Atom trifft, es in einen angeregten Zustand versetzen, wobei sich das Elektron in einem Orbital mit höherer Energie und kein Photon befindet.
Bei nicht passender Bandenergiedifferenz streut das Photon elastisch an den elektrischen Restfeldern der Atome und Moleküle.
Michael h.