Was passiert, wenn ein Atom ein Elektron/Photon absorbiert?

Ich gebe Ihnen ein oder zwei Szenarien und sagen Sie mir bitte, was passieren wird, und das wird meine Frage beantworten. Vielen Dank im Voraus.

Szenario 1: Wird ein Atom ein Elektron mit einer kinetischen Energie absorbieren, die größer ist als die Differenz der Anfangs- und Endenergieniveaus, oder muss es ein Elektron mit einer kinetischen Energie absorbieren, die nur der der Energiedifferenz entspricht?

Szenario 2: Ich habe die folgende Aussage in meinem Lehrbuch gelesen, aber ich kann es kaum glauben, da uns gesagt wurde, dass ein Atom ein Photon mit genau der Energiemenge absorbieren kann, die der Energiedifferenz entspricht. Aussage: "Ein Photon kann absorbiert werden und eine Ionisation verursachen, wenn seine Energie größer oder gleich der Differenz zwischen dem Ionisationsniveau und dem Grundzustand ist, obwohl die Anregung Photonen mit bestimmten Energien erfordert."

Ich habe noch nie gehört, dass Atome Elektronen absorbieren. Dabei findet ein Elektronenaustausch statt.
Geht man davon aus, dass es bei beiden Fragen um die Wechselwirkung von Photonen mit Atomen geht, hängt die Antwort davon ab, ob diese Atome Teil eines Festkörpers oder frei sind. Die meisten Atome verhalten sich in Festkörpern ganz anders als als freie Spezies. Scharfe Übergänge zwischen diskreten Zuständen in freien Atomen werden normalerweise durch kontinuierliche Spektralbänder in Festkörpern ersetzt, die ganze Wellenlängenbänder absorbieren und emittieren können. Ionisation hingegen wäre ein Übergang von einem diskreten Zustand in ein Kontinuum (wobei das freie Elektron genau die richtige Menge an Energie und Impuls wegträgt).

Antworten (1)

Szenario 1: Wird ein Atom ein Elektron mit einer kinetischen Energie absorbieren, die größer ist als die Differenz der Anfangs- und Endenergieniveaus, oder muss es ein Elektron mit einer kinetischen Energie absorbieren, die nur der der Energiedifferenz entspricht?

Sprechen wir von freien Atomen, Gas.

Wenn das Atom ionisiert ist, gibt es ein verfügbares Energieniveau, das ein Elektron einnehmen könnte. Ein relativ zum Atom ruhendes, frei schwebendes Elektron kann auf dieses Energieniveau fallen und ein Photon freisetzen. Im Fall eines ionisierten Wasserstoffatoms (Proton genannt)

Energien von Wasserstoffatomen

es wird ein Photon mit einer Energie von 13,6 eV freigesetzt.

Wenn das Elektron nicht mit dem Kern in Ruhe ist, ist die Wahrscheinlichkeit des Einfangens sehr gering, aber berechenbar, da die bei der Wechselwirkung als Photon freigesetzte überschüssige Energie die Differenz wegträgt und sie in Ruhe bringt, um eingefangen zu werden. Die Wahrscheinlichkeit ist gering, da zusätzliche elektromagnetische Eckpunkte benötigt werden, um den Wechselwirkungsquerschnitt zu berechnen.

Die Antwort lautet also, dass überwiegend das Elektron in Ruhe sein muss, um eingefangen zu werden.

Szenario 2: Ich habe die folgende Aussage in meinem Lehrbuch gelesen, aber ich kann es kaum glauben, da uns gesagt wurde, dass ein Atom ein Photon mit genau der Energiemenge absorbieren kann, die der Energiedifferenz entspricht. Aussage: "Ein Photon kann absorbiert werden und eine Ionisation verursachen, wenn seine Energie größer oder gleich der Differenz zwischen dem Ionisationsniveau und dem Grundzustand ist, obwohl die Anregung Photonen mit bestimmten Energien erfordert."

Ich lese dies so: In einem neutralen Atom, in dem das Elektron gebunden ist, wie beim obigen Wasserstoffbeispiel, im Grundzustand, kann das Elektron aus dem Grundzustand geworfen werden, wenn die Energie gleich oder größer als 13,6 eV ist. Das Elektron trägt das Gleichgewicht der Energie des Photons.

Anregung bedeutet, dass das Elektron in höheren Niveaus als dem Grundzustand herumhängt, es ist immer noch durch das Potential des Kerns gebunden. Bei der Ionisierung wird das Elektron vom Potential des Kerns befreit, und da über den 13,6 eV im obigen Beispiel ein Kontinuum besteht, kann es die gesamte übrig gebliebene Energie als kinetische Energie vom Kick tragen.

Was passiert, wenn ein Atom ein Elektron/Photon absorbiert?
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