Mechanismus zur Lichterzeugung

Wird alles beobachtbare Licht von Elektronen verursacht, die auf ein niedrigeres diskretes Energieniveau fallen, während sie in einem Atom gebunden sind? Wenn ja, wie kann ein Frequenzkontinuum erzeugt werden? Ist das Spektrum der Wärmestrahlung kontinuierlich oder besteht es aus einer Vielzahl von "engen" Diskreten?

Antworten (1)

alles beobachtbare Licht, das von Elektronen verursacht wird, die auf ein niedrigeres diskretes Energieniveau fallen

Es ist nicht alles Licht (sichtbar und nicht) wird durch geladene Teilchen verursacht, die sich bewegen. In Atomen können sie sich, wie Sie sagen, nur zwischen verschiedenen Energieniveaus bewegen und so unterschiedliche Lichtfrequenzen abgeben.

Aber ein geladenes Teilchen, das sich mit zufälliger thermischer Bewegung bewegt, ändert die Richtung, jede Richtungsänderung (oder Beschleunigung = dasselbe) eines geladenen Teilchens gibt elektromagnetische Energie ab. Mit einer vollständigen Palette unterschiedlicher Bewegungen erhalten Sie eine vollständige Palette von Frequenzen = ein thermisches Spektrum.

Bearbeiten Siehe Was sind die verschiedenen physikalischen Mechanismen für die Energieübertragung auf das Photon während der Schwarzkörperemission, insbesondere Luboš Motls Antwort für eine vollständigere Beschreibung (aber möglicherweise über das hinaus, was das OP gefragt hat)

Eine andere Möglichkeit, diesen stetigen Anstieg der Beschleunigung und des Frequenzbereichs zu sehen, ist die Schwarzkörperstrahlung. Je heißer es wird, desto schneller werden die Elektronen beschleunigt und desto höher können die emittierten Photonenfrequenzen sein.
Martin, ich bin mir nicht sicher, ob dies die vollständige Antwort ist. Planck leitete seine Gleichung für Schwarzkörperstrahlung unter der Annahme diskreter Quantenemission ab. Wenn etwas quantisiert ist, kann es in einer geschlossenen Ansicht kein kontinuierliches Spektrum sein.
Das ist sehr intuitiv, weil ich weiß, wie wechselnde Ladungsverteilungen Magnetfelder verursachen und eine beschleunigende Ladung dann ein Chirp erzeugen könnte. Ich denke, das ist der Grund, warum Freie-Elektronen-Laser benötigt werden, um beliebige Frequenzen zu erzeugen
Bill, mein mentales Wärmemodell im festen Zustand ist, dass es die Atome oder Moleküle dazu bringt, zu vibrieren und sich relativ zueinander zu bewegen, sagen wir, ihre Bindungen zu dehnen und zusammenzuziehen. Gibt es einen bekannten Mechanismus, um die Wärme in die Elektronen zu übertragen? Wenn es eine Bandlücke gibt, würde Wärme vermutlich mehr Elektronen in das Leitungsband drücken
@Siliq Alle Materie besteht aus Atomen und Molekülen, die sich ständig bewegen und vibrieren. Wenn Sie Wärme hinzufügen, vibrieren sie und bewegen sich schneller und schneller, wodurch schließlich der Abstand zwischen ihnen vergrößert wird, was eine Ausdehnung verursacht und Photonen mit immer höheren Energien emittiert, wenn die Beschleunigung zunimmt.
@HolgerFiedler Impulsänderungen eines Partikels werden nicht quantisiert, da dies erfordern würde, dass der Referenzrahmen (dh der Raum) diskret ist
@ Martin Guter Punkt. Mit anderen Worten, wenn ein Stein mit diskreten Gewichten mit derselben Geschwindigkeit, aber unter mehreren Winkeln zu einem Detektor geworfen wird, könnte der gemessene Impuls eine kontinuierliche Funktion sein. Der interessantere Punkt ist, ist die Energie eines elektromagnetischen Quants, auch bekannt als Photon, ein quantisierter Wert. Sind das elektrische und das magnetische Feld quantisiert? Wenn nicht, wie sie einer Polarisierungsrichtung gehorchen.
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