ενεργειακή στάθμη

ενεργειακή στάθμη
Μία από τις επιτρεπόμενες καταστάσεις στις οποίες μπορεί να βρεθεί ένα ατομικό ή μοριακό σύστημα. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, η ενέργεια ενός ατόμου ή ενός μορίου (δηλαδή η ενέργεια που οφείλεται στην κίνηση και στις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις των πυρήνων και των ηλεκτρονίων) μπορεί να αποκτήσει μόνο ορισμένες, συγκεκριμένες τιμές και μπορεί να μεταβληθεί μόνο κατά ένα ακέραιο πολλαπλάσιο κάποιου καθορισμένου ποσού, που είναι γνωστό ως κβάντο. Για παράδειγμα, ένα άτομο υδρογόνου που αποτελείται από ένα πρωτόνιο και ένα περιστρεφόμενο γύρω από αυτό ηλεκτρόνιο, έχει μια ενέργεια που οφείλεται στην ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση ανάμεσα στο ηλεκτρόνιο και στο πρωτόνιο, καθώς και στην κίνηση του ηλεκτρονίου. Η ενέργεια αυτή μπορεί να πάρει μόνο ορισμένες διακριτές τιμές, που αντιστοιχούν στις διαφορετικές τροχιές του ηλεκτρονίου και αποτελούν τις ηλεκτρονικές ε.σ. του ατόμου. Η κατάσταση της χαμηλότερης ενέργειας είναι η θεμελιώδης κατάσταση του ατόμου και οι καταστάσεις υψηλότερης ενέργειας (όπου το ηλεκτρόνιο βρίσκεται πιο μακριά από τον πυρήνα) είναι γνωστές ως διεγερμένες καταστάσεις. Το άτομο του υδρογόνου ή και οποιοδήποτε άλλο άτομο δεν μπορεί να αποκτήσει πρόσθετη ενέργεια κατά συνεχή τρόπο, αλλά μπορεί να μεταπηδήσει από μία ενεργειακή κατάσταση σε μία άλλη, αρκεί η ενέργεια που θα του προσφερθεί να ισούται με την ενεργειακή διαφορά των δύο σταθμών (η ενέργεια είναι, όπως λέμε, κβαντισμένη). Σε ένα μόριο υπάρχουν, επίσης, συνεισφορές στην ενέργεια από ταλαντώσεις μέσα στο μόριο και από την περιστροφή του μορίου, οπότε υπάρχουν ε.σ. που συνδέονται με αυτά τα δύο είδη κίνησης. Η ενέργεια ταλάντωσης και περιστροφής των μορίων λαμβάνει, όπως θα περίμενε κανείς, διακριτές τιμές. Για παράδειγμα, σε ένα διατομικό μόριο η ελκτική δύναμη που συγκρατεί τα άτομα στο μόριο μπορεί να θεωρηθεί ανάλογη της απόστασης μεταξύ των ατόμων, οπότε οι ταλαντώσεις του μορίου είναι αρμονικές. Επομένως, το σύστημα αυτό ισοδυναμεί με τον κβαντικό αρμονικό ταλαντωτή. Μπορεί να αποδειχτεί ότι οι πιθανές ε.σ. ενός αρμονικού ταλαντωτή δίνονται από τον τύπο:  όπου h η σταθερά του Πλανκ, f η συχνότητα ταλάντωσης του μορίου και U ο κβαντικός αριθμός, που μπορεί να έχει τις τιμές 0, 1, 2,... (όταν U = 0 η χαμηλότερη ενέργεια του μορίου είναι η ενέργεια απολύτου μηδενός). Αυτές οι ε.σ. είναι γνωστές ως ε.σ. του μορίου λόγω ταλαντώσεων. Οι μοριακές ταλαντώσεις είναι πράγματι μόνο αρμονικές για μικρές διαπυρηνικές μετατοπίσεις των ατόμων. Οι πραγματικές ταλαντώσεις είναι αναρμονικές και η δυναμική ενέργεια του μορίου δίνεται από την εξίσωση του Μορς. Ένα μόριο μπορεί επίσης να έχει ενέργεια εξαιτίας της περιστροφικής του κίνησης, η οποία είναι επίσης κβαντισμένη. Ένα διατομικό μόριο έχει ε.σ. περιστροφής που δίνονται από τον τύπο:  όπου I η ροπή αδρανείας του μορίου και j ο κβαντικός αριθμός περιστροφής (j = 0, 1, 2,...). Η εξίσωση αυτή αποτελεί επίσης μια προσέγγιση που βασίζεται στην υπόθεση ότι το μόριο δεν παραμορφώνεται από τη φυγόκεντρη δύναμη.

Dictionary of Greek. 2013.

Игры ⚽ Нужно решить контрольную?

Look at other dictionaries:

  • διέγερση — H πράξη και το αποτέλεσμα του διεγείρω· η παρόρμηση, η τόνωση, η έξαψη, η παρόξυνση. (Φυσ.) Διαδικασία κατά την οποία ένα ηλεκτρόνιο, συνδεδεμένο με ένα άτομο, αποκτά αρκετή ενέργεια για να μετακινηθεί από μία χαμηλότερη σε μία υψηλότερη τροχιά,… …   Dictionary of Greek

  • ιονισμός (του ατόμου) — Φαινόμενο κατά το οποίο ένα άτομο, αρχικά ουδέτερο, μετατρέπεται σε ένα ιόν, που έχει ένα ή περισσότερα ηλεκτρικά φορτία, καθώς ένας αριθμός ηλεκτρονίων, που περιφέρονταν αρχικά γύρω από τον πυρήνα του, έχει διαφύγει της έλξης και κινούνται,… …   Dictionary of Greek

  • ζώνη — Λωρίδα από ύφασμα, δέρμα, μέταλλο ή άλλο εύκαμπτο υλικό, που χρησιμεύει για να συγκρατεί στη μέση τα ενδύματα. Οι ζ., οι οποίες χρονολογούνται από την εποχή του χαλκού, ήταν ασφαλώς ένα από τα πρώτα στοιχεία ενδυμασίας που επινόησαν οι άνθρωποι.… …   Dictionary of Greek

  • λέιζερ — (laser). Διάταξη παραγωγής ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με συχνότητα που αντιστοιχεί στην περιοχή του ορατού φάσματος ή κοντά σε αυτό. Ο όρος λ. προέρχεται από τα αρχικά των αγγλικών λέξεων: Light Amplification (by) Stimulated Emission (of)… …   Dictionary of Greek

  • μέιζερ — (maser). Διάταξη ικανή να εκμεταλλευτεί ένα φυσικό φαινόμενο, ενισχύοντας ή παράγοντας ηλεκτρομαγνητικά κύματα μέσω της εξαναγκασμένης εκπομπής ακτινοβολίας μοριακών ή ατομικών συστημάτων. Ο όρος προέρχεται από τα αρχικά των λέξεων της αγγλικής… …   Dictionary of Greek

  • ραδιενέργεια — Ιδιότητα ορισμένων στοιχείων να αποσυνθέτουν αυτόματα (φυσική ρ.) ή τεχνητά (τεχνητή ρ.) τους ατομικούς πυρήνες, με εκπομπή σωματιδιακών ακτινοβολιών (α και β) και ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (γ). Οι πρώτες μελέτες επί της φυσικής ρ. ανάγονται …   Dictionary of Greek

  • κβάντο — Στοιχειώδης αδιαίρετη ποσότητα, με την οποία μπορεί να μεταβάλλεται ένα δεδομένο φυσικό μέγεθος. Ωστόσο, όλα τα φυσικά φαινόμενα δεν μεταβάλλονται αναγκαστικά κατά τρόπο ασυνεχή. Ορισμένα, όπως η δράση και η τροχιακή στροφορμή του ηλεκτρονίου,… …   Dictionary of Greek

  • αγωγιμότητα — Η ιδιότητα ορισμένων σωμάτων να μεταφέρουντον ηλεκτρισμό ή τη θέρμανση.ειδική. α.Το αντίστροφο της ειδικής αντίστασης. Αναφέρεται στο υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένος ένας αγωγός και μετριέται σε μονάδες Ω 1 · mm 2 · m ή S · mm 2 · m,… …   Dictionary of Greek

  • πυρηνικός — ή, ό, Ν [πυρήνας] 1. αυτός που ανήκει ή αναφέρεται στον πυρήνα τού ατόμου 2. φρ. α) «πυρηνικά καύσιμα» (πυρην.) υλικά καταλλήλως διαμορφωμένα, με τα οποία τροφοδοτούνται οι πυρηνικοί αντιδραστήρες για την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας και τών… …   Dictionary of Greek

  • συντονισμός — Φαινόμενο κατά το οποίο, όταν ένα σύστημα υφίσταται μια εξωτερική περιοδικά μεταβαλλόμενη δράση θέτεται σε παλμική κίνηση με εύρος τόσο μεγαλύτερο, όσο η συχνότητα της εξωτερικής δράσης πλησιάζει προς τη συχνότητα με την οποία θα ταλαντώνονταν το …   Dictionary of Greek

Share the article and excerpts

Direct link
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”