Übertragung von Elektronenenergie auf Atome (Erwärmung von Materie durch Absorption von Photonen)

Lassen Sie uns einige Missverständnisse ausräumen:

wenn ein Elektron ein Photon absorbiert, um auf ein höheres Energieniveau angeregt zu werden,

Es ist nicht das Elektron, das das Photon absorbiert, um auf ein höheres Energieniveau zu gelangen. Es ist das ganze Atom, das durch einen Potentialtopf mit Energieniveaus dargestellt wird, die bis zu einem gewissen Punkt mit Elektronen gefüllt sind. Ein Photon mit der richtigen Energie, dh einer Energie, die die Differenz zwischen dem Niveau, auf dem sich das Elektron befindet, und einem höheren Energieleerniveau abdeckt, wird vom gesamten Atom absorbiert. Das Elektron zerfällt mit einer charakteristischen Abklingzeit vom höheren Energieniveau auf ein niedrigeres und ein Photon nimmt die Energie wieder auf. Es kann vorkommen, dass Kaskaden von Photonen die Energie aufnehmen.

es sollte entweder in den gleichen Zustand oder in einen anderen niedrigeren Zustand zurückkehren, indem es das erforderliche Photon emittiert ....

Wiederum ist es das System Kern+Elektronen, das quantisierte Photonen absorbiert und emittiert.

In diesem Fall (von Absorption und Emission) wird aufgrund der Impulserhaltung innerhalb der Heisenbergschen Unschärferelation wenig kinetische Energie auf das Atom übertragen.

* ABER WIE KANN ES SEINE ENERGIE AUF NÄHERE ATOM ÜBERTRAGEN *

Ich hoffe, es ist klar, dass dies nicht der Fall ist. Es könnte zum Beispiel passieren, dass das Dipolfeld eines Atoms mit dem Feld eines anderen Atoms wechselwirkt und kinetische Energie überträgt, die es erhalten hat, aber es wird von einer fast kontinuierlichen Streuung sein, bei der die Photonen außer der Massenhülle (virtuell) sind . Schwarzkörperstrahlung stimmt für große Wellenlängen zwischen klassischer und Quantenform überein. Die Notwendigkeit der Quantisierung erscheint bei höheren Energien, um die UV-Katastrophe zu vermeiden.

DER einzige Weg führt über Elektron-Atom-Kollisionen (absurd).....

Nein, Photonen aus dem Kontinuum können mit den Dipol- und Quadrupolmomenten der Atome wechselwirken und dort Energie übertragen. Infrarot-Photonen des Kontinuums können an den übrig gebliebenen Feldern der Atome/Moleküle streuen, Impuls/kinetische Energie übertragen und die Temperatur erhöhen. Es ist ein Kontinuumsprozess, kein quantisierter. Die Relaxation der Schwingungsniveaus des Gitters setzt quantisierte Photonen frei.

Erwärmung bedeutet Erhöhung der Schwingungsenergie der Atome,

rechts, sondern auch von kinetischer Energie

Wie genau gewinnen sie es dann aus angeregten Elektronen?

Sie tun es nicht, sie gewinnen es aus dem Kontinuum der Infrarot-Photonen-Wechselwirkungen mit den übrig gebliebenen Feldern der Atome und Moleküle.

Was Sie fragen, ist im Wesentlichen der " photoelektrische Effekt ". Die Intensität des Lichts trägt nicht zur Energie bei, die das Material zum Ausstoßen eines Photons benötigt.

Die minimale Energie, die benötigt wird, um ein Photon freizusetzen, wird durch die Austrittsarbeit angegeben$\Phi=hf$wobei h die Plancksche Konstante und f die Frequenz ist.

Hier ist eine Flash- Simulation dessen, was vor sich geht.

Was die Intensität hat, ist, dass sie die Anzahl der Elektronen ändert, die durch das einfallende Licht angeregt werden, was anders ist.