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:
Αλλά επειδή πολλοί αναγνώστες μας μπορεί να μην ανοίξουν να διαβάσουν το αρχείο, ας δώσω τμήμα της απάντησης, που περιέχεται στο αρχείο.
…μεταφέρω τα λόγια ενός ειδικού και μεγάλου Δασκάλου. Του Στέφανου Τραχανά, από το βιβλίο του Κβαντομηχανική Λυκείου:
«Η κατανομή του Πλανκ (έτσι λέγεται η κατανομή για την οποία συζητάμε) είναι αντικειμενικά (και μονασήμαντα) καθορισμένη από την αρχή της μέγιστης εντροπίας (= αταξίας) για συστήματα σε θερμοδυναμική ισορροπία. Οπότε, το μόνο που έχει σημασία στην περίπτωσή μας είναι να βεβαιωθούμε ότι όντως το φως που εκπέμπεται από ένα σώμα έχει έρθει σε θερμική ισορροπία μαζί του προτού εκπεμφθεί. Ότι είναι πράγματι θερμικό φως με θερμοκρασία ίδια με εκείνη του σώματος που το εξέπεμψε. Το οποίο σίγουρα θα έχει συμβεί αν το εκπεμπόμενο φως είχε την ευκαιρία να αλληλεπιδράσει επανειλημμένα με την ύλη του εκπέμποντος σώματος ώστε να «θερμοποιηθεί», όπως λέμε, και να γίνει όντως θερμικό φως.
Στις περισσότερες περιπτώσεις αυτή η «θερμοποίηση» δεν είναι καθόλου δύσκολο να πραγματοποιηθεί. Στο κάτω-κάτω, τα φωτόνια που δημιουργούνται στο εσωτερικό του σώματος —π.χ. από διεγερμένα άτομα που αποδιεγείρονται— στην προσπάθειά τους να κινηθούν προς τα έξω θα συγκρουστούν επανειλημμένα με άλλα άτομα ή με ελεύθερα ηλεκτρόνια, παίρνοντας ή χάνοντας ενέργεια κατά περίπτωση, οπότε και η συχνότητά τους θα υφίσταται αλλεπάλληλες μεταβολές, ώστε κατά την έξοδο από το σώμα να έχει χαθεί κάθε μνήμη της αρχικής τιμής της. Οι συχνότητες των φωτονίων που τελικά εκπέμπονται θα έχουν προσδιοριστεί από τις συγκρούσεις τους με τα άτομα του σώματος, των οποίων οι ταχύτητες έχουν επίσης την κατανομή που επιβάλλει η αρχή της μέγιστης αταξίας για τη δεδομένη θερμοκρασία του σώματος. Και το αποτέλεσμα αυτής της συνεχούς αλληλεπίδρασης ύλης και φωτός είναι ότι αυτά τα δύο φυσικά συστήματα —η ύλη και το φως— έρχονται σε θερμική ισορροπία. Αποκτούν δηλαδή την ίδια θερμοκρασία, όπως ακριβώς και δύο χονδρά σώματα που έρχονται σε επαφή για όσο χρόνο απαιτείται. Αν το θέλετε και λίγο διαφορετικά, το θερμικό φως είναι ένα αέριο που αντί για άτομα ή μόρια έχει φωτόνια! Είναι ένα φωτονικό αέριο, και μάλιστα πολύ πιο κοντά στο ιδανικό αέριο, αφού τα φωτόνια δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Αλληλεπιδρούν με την ύλη και, γι’ αυτό εξάλλου δεν μπορούν να θερμοποιηθούν από μόνα τους παρά μόνο μέσω της ύλης.
Καλησπέρα Διονύση, καλησπέρα στην παρέα. Είχα ετοιμάσει χθες βράδυ πολύ αργά το πρόν και παρά ΄που έληξε η συζήτηση είπα να το ανεβάσω.
Για το πρώτο ερώτημα θεωρώ και εγώ ότι η απάντηση συνοπτικά είναι:
Αντί για διακριτά ενεργειακά επίπεδα (όπως στο μοντέλο του Bohr) κάθε ενεργειακό επίπεδο χωρίζεται σε πολλά πολύ κοντινά επίπεδα που συγχωνεύονται σε συνεχείς ενεργειακές ζώνες.
Πιο αναλυτικά περιγράφεται από τη band theory of solids
https://www.google.com/search?q=band+theory+of+solids&oq=band+theory+of+solids&aqs=chrome..69i57j0i512j0i22i30l8.1680j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8
Για το δεύτερο ερώτημα
Υποθέτω εννοείς ένα συνεχές υπόβαθρο με κορυφές σε χαρακτηριστικές συχνότητες.
Όπως είπαμε στα στερεά τα διακριτά ενεργειακά επίπεδα των ατόμων διαχέονται σε ζώνες. Ο κύριος μηχανισμός εκπομπής σε ένα θερμό στερεό είναι ακτινοβολία μέλανος σώματος
Ναι αλλά μπορούν να υπάρχουν «προτιμώμενες συχνότητες»;
Αυτό, κατά την γνώμη σου, θα σήμαινε ένα συνεχές υπόβαθρο με κορυφές σε χαρακτηριστικές συχνότητες, υποθέτω.
Νομίζω ότι θα βλέπουμε ως εκτεταμένες ανωμαλίες ή μικρές αποκλίσεις
Διότι οι ατομικές μεταβάσεις θα είναι διευρυμένες (λόγω αλληλεπιδράσεων) και θα αλληλοεπικαλύπτονται (τεράστιος αριθμός καταστάσεων) Έτσι, αντί για απότομες αιχμές στο f1 f2 μπορεί να έχουμε ευρεία, ομαλή ενίσχυση οι ατομικές μεταβάσεις δεν προσθέτουν ανεξάρτητα «επιπλέον φωτόνια» σε ακριβείς συχνότητες αλλά αντίθετα, τροποποιεί ελαφρώς την κατανομή πιθανοτήτων
Ένα πραγματικό παράδειγμα.
Καλό απόγευμα Άρη και σε ευχαριστώ για τον σχολιασμό και την τοποθέτηση.
Από το Quantum του Στέφανου Τραχανά.
Ερώτηση: Πώς προκύπτει το συνεχές φάσμα κατά την ακτινοβολία ενός θερμού σώματος όταν το φάσμα εκπομπής των μορίων του είναι διακριτό;
Και η απάντηση από τον ίδιο: “Μια πρώτη απάντηση θα ηταν να πεί κανείς οτι υπάρχει και το φάσμα εκπομπής των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε ένα μέταλλο (που ειναι τμηματικά συνεχές σε εναν κρύσταλλο) ή το δονητικό φάσμα των μορίων του υλικού γύρω απο τις θεσεις ισορροπίας τους (που είναι μεν διάκριτο αλλά με πολύ κοντινές στάθμες) και άλλες παρόμοιες ”πηγές” που ομως δεν έχουν ιδιαίτερη σημασία γιατί η απάντηση στο ερώτημα μας δεν βρίσκεται στην πηγή εκπομπής των φωτονίων αλλλα στον μηχανισμό της θερμοποίησης τους.Ότι δηλαδή τα εκπεμπόμενα στο εσωτερικό τού σώματος φωτόνια ”συγκρούονται” τόσες πολλές φορές με τα άτομα ,τα μόρια ή τα ελεύθερα ηλεκτρόνια του – χάνοντας ή κερδίζοντας ενέργεια σε κάθε ”σύγκρουση” – ώστε οταν φτάνουν πλέον στην επιφάνεια του και εκπέμπονται στο περιβάλλον να έχουν χάσει κάθε μνήμη της προέλευσης τους. Εχουν πια αποκτήσει την τυχαία θερμική κατανομή που αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του εκπέμποντος σώματος. Δηλαδή εκείνη που μεγιστοποιει την εντροπία ή (που είναι το ίδιο) την αταξία τους. Το θερμικό φως είναι κάτι σαν το ιδανικό αεριο αλλά με φωτόνια αντι για άτομα ή μόρια. Έιναι ενα φωτονικό αέριο με μια δεδομένη θερμοκρασία.
ΥΓ: Ευχαριστώ τον Διονύση Μάργαρη του ylikonet για την…πάσα που μου έδωσε με μια δική του αντίστοιχη ερώτηση και ελπίζω η απάντηση μου εδώ να προσθέτει κάτι στην συζήτηση των συναδέλφων εκεί. Μια πιό λεπτομερή ανάπτυξη του ίδιου θέματος υπάρχει στο βιβλίο ΚΜ Λυκείου , σ. 39.”