by 
Τα αέρια εκπέμπουν γραμμικό φάσμα, χαρακτηριστικό του στοιχείου που το εκπέμπει.Ένα απλό μοντέλο που ερμηνεύει την εκπομπή αυτή είναι το μοντέλο του Bohr.
i) Γιατί δεν ισχύει αυτό το μοντέλο για το φάσμα εκπομπής των στερεών; Γιατί αυτά εκπέμπουν συνεχή φάσματα, όταν θερμανθούν;
ii) Στο συνεχές φάσμα των στερεών, μήπως οι συχνότητες που θα εξέπεμπε το άτομο σε αέρια φάση, τώρα θα είναι πιο έντονες; Με άλλα λόγια αν το συνεχές φάσμα μπορούσε να ερμηνευθεί με βάση το μοντέλο των επιταχυνόμενων φορτίων, τότε σε μια ορισμένη συχνότητα, έστω f1, θα είχαμε x φωτόνια λόγω αποδιέγερσης των ατόμων του υλικού και y φωτόνια εξαιτίας άλλων λόγων. Άρα στη συχνότητα αυτή θα είχαμε περισσότερα φωτόνια, από όσα σε μια διπλανή συχνότητα. Συνεπώς ενώ το φάσμα είναι συνεχές θα πρέπει να έχουμε πιο έντονο χρώμα στις συχνότητες της αποδιέγερσης των ατόμων του υλικού. Είναι έτσι;
Τι απαντάτε συνάδελφοι;
Η απάντηση:
Καλημέρα Διονύση. Δυό σκέψεις: κατ’ αρχάς το μοντέλο του Bohr περιέγραψε το άτομο του υδρογόνου και όχι όλων των αερίων. Στα στερεά σώματα έχουμε επικάλυψη των ενεργειακών επιπέδων των ατόμων λόγω των ισχυρών αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους με αποτέλεσμα το φάσμα εκπομπής τους να είναι συνεχές. Στο δεύτερο ερώτημά σου, αναφέρεσαι σε στερεό ή αέριο;
Καλημέρα Αποστόλη και καλή βδομάδα.
Το 2ο ερώτημα αναφέρομαι σε στερεό.
Αν με το δεύτερο ερώτημα εννοείς τι θα συμβεί αν ένα στερεό περάσει σε αέρια φάση, θα έλεγα ότι το φάσμα θα είναι γραμμικό, αν η πυκνότητα του αερίου είναι μικρή.
Καλημέρα Διονύση και Αποστόλη.
Για το πρώτο συμφωνώ με τον Αποστόλη για την διαπλάτυνση και δημιουργία ενεργειακών ζωνών.
Για το δεύτερο σκέφτομαι πως τα φωτόνια αυτά απορροφώνται από το υλικό και όταν επανεκπέμπονται όμοια φωτόνια αυτά εκπέμπονται προς όλες τις κατευθύνσεις και όχι μόνο στην κατεύθυνση καταγραφής από το φασματοσκόπιο.
Εξήγηση δηλαδή όμοια με αυτήν που συναντάμε όταν θέλουμε να εξηγήσουμε το γραμμικό φάσμα ενός αερίου
Αποστόλη, δεν αναφέρομαι σε αεριοποίηση του στερεού, αλλά στο φάσμα του όταν είναι σε στερεά φυσική κατάσταση.
Καλημέρα Γιάννη.
Να το διατυπώσω αλλιώς.
Ένα άτομο στοιχείου Χ σε αέρια φάση δίνει μια γραμμή στο φάσμα εκπομπής του, με μήκος κύματος λ=500nm.
Όταν έχουμε ένα στερεό που αποτελείται από άτομα του στοιχείου Χ και πάρουμε το φάσμα εκπομπής του σε ορισμένη ψηλή θερμοκρασία, μήπως η γραμμη στα 500 nm είναι πιο έντονη από τις γραμμές για τα διπλανά μήκη κύματος π.χ. από 490nm μέχρι τα 510nm;
Σε αυτή την περίπτωση Διονύση νομίζω ότι το στερεό θα ακτινοβολεί ως μέλαν σώμα και η ένταση ακτινοβολίας θα εξαρτάται από τη θερμοκρασία και όχι από τη φύση του υλικού. Καλημέρα Γιάννη.
Και το ερώτημα Αποστόλη επιστρέφει!
Δηλαδή επειδή δημιουργούνται ενεργειακές ζώνες στον μεταλλικό κρύσταλλο παύουν εξολοκλήρου να έχουμε ατομικές συμπεριφορές;
Αποκλείεται δηλαδή να έχουμε απομάκρυνση κάποιου εσωτερικού ηλεκτρονίου με αποτεελσμα να παίρνουμε και κάποιες χαρακτηριστικές γραμμές του ατομου, μετά από αποδιέγερση;
Και αυτό πως οδηγεί στο μέλαν σώμα; Το διατυπώνουμε αξιωματικά; Αυτή είναι η κατανομή;
Διονύση για να καταγραφεί ένα τέτοιο φωτόνιο (και να συμβάλλει στην έντονη γραμμή) πρέπει να φτάσει στον ανιχνευτή.
Να μην απορροφηθεί από το στερεό δηλαδή.
‘Οχι αξιωματικά Διονύση. Αυτό δεν προκύπτει από τη θερμοποίηση της ακτινοβολίας, δηλαδή την έντονη αλληλεπίδραση του φωτός με το σώμα, ώστε η εκπεμπόμενη ακτινοβολία να προκύπτει από τη θερμική ισορροπία ύλης και φωτός;
Καλησπέρα κι από εμένα. Στα στερεά Διονύση υπάρχει, εκτός από την ενέργεια των ηλεκτρονίων, και η ενέργεια δόνησης με αποτέλεσμα να δημιουργούνται πολύ περισσότερες ενεργειακές στάθμες. Εκτός από τις ηλεκτρονικές ενεργειακές στάθμες έχουν και δονητικές ενεργειακές στάθμες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το εκμεμπόμενο φάσμα από τις μεταπτώσεις μεταξύ αυτών των ενεργειακών σταθμών να καλύπτει πολλές συχνότητες και να εμφανίζεται ως συνεχές. Για το δεύτερο ερώτημα θα έλεγα γενικά όχι, διότι στο στερεό οι ενεργειακές στάθμες είναι διαφορετικές από ότι όταν τα άτομα είναι σε αέρια φάση, αφού εμπλέκονται τώρα και οι δονητικές ενεργειακές στάθμες. Βέβαια το φαινόμενο είναι πολύπλοκο, αφού εμπλέκονται και άλλοι παράγοντες, π.χ. απορρόφηση ακτινοβολίας από γειτονικά άτομα κ.τ.λ. Επίσης, να πούμε ότι στα μόρια έχουμε και ενεργειακές στάθμες λόγω περιστροφικής και μεταφορικής κίνησης (αυτό βέβαια σε αέρια και υγρή φάση).
Καλησπέρα σε όλους.
Νομιζω δεν πρέπει να συγκρίνουμε τις δυο καταστάσεις. Στην αερια φαση τα ατομα ειναι μεμονωμένα οποτε για τα υδρογονοειδη οπως αναφερει ο Αποστόλης δουλεύει το μοντελο Bohr.
Στα στερεά απο την αλλη είναι πιο σύνθετα τα πράγματα. Θα εδινα την ιδια απάντηση με τον Αποστολη στην κατασταση θερμικής ισορροπίας με το μεγαλύτερο μερος της εκπεμπομενης ενέργειας να καθοριζεται απο την θερμοκρασία.
Καλησπέρα Διονύση. Στο στερεό υπάρχουν διακριτές στάθμες; Όχι γιατί έχουν διασπαστεί σε χιλιάδες κοντινές, που σχηματίζουν ζώνες. Έτσι έχουμε “άπειρες κοντινές μεταβάσεις. Αυτές όμως θα φαίνονται σε ένα φάσμα που κυριαρχεί η θερμική ακτινοβολία; Νομίζω ότι θα είναι “αόρατες”. Η εκπομπή ακτινοβολίας θερμού στερεού περιγράφεται από την κατανομή του Planck, δηλαδή ένα συνεχές φάσμα
Καλησπέρα και πάλι. Ανδρέα γιατί διαχωρίζεις τις ακτινοβολίες; Η ακτινοβολία που εκπέμπει ένα σώμα σε ορισμένη θερμοκρασία θερμική ακτινοβολία δεν είναι; υπάρχει και άλλου είδους ακτινοβολία;
Καλημέρα συνάδελφοι.
Να ευχαριστήσω όλους όσους μπήκαν στον κόπο να απαντήσουν. Άφησα το θέμα ανοικτό, αφού περίμενα μήπως υπάρχουν και άλλοι φίλοι που θα ήθελαν να να συμμετέχουν.
Οι απαντήσεις που δόθηκαν ήταν στη σωστή κατεύθυνση, στην λογική της δημιουργίας του κρυσταλλικού πλέγματος και της δημιουργίας των ενεργειακών ζωνών, μιας ζώνη στη θέση των διακριτών ατομικών σταθμών ενέργειας.
Βέβαια ενεργειακές ζώνες και ενέργεια δόνησης και όλες αυτές οι νέες καταστάσεις έχουμε και κατά τη παραγωγή ακτίνων Χ, αλλά τα άτομα δεν έχουν εξαφανιστεί, με αποτέλεσμα να παίρνουμε και γραμμικό φάσμα. Αρκεί να συγκρίνουμε τις δύο καμπύλες παρακάτω, όπου το αριστερό διάγραμμα δινει το φάσμα των ακτίνων Χ, ενώ στο δεξιό διάγραμμα το φάσμα εκπομπής του μέλανος σώματος.
Αυτό είχα στο μυαλό μου, όταν διάβασα μια δικαιολόγηση, λίγο διαφορετική.
Μπορείτε να την δείτε στην απάντηση στο ερώτημα, που ανέβασα στην κορυφή της σελίδας…