Energieniveau: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
kGeen bewerkingssamenvatting |
kGeen bewerkingssamenvatting |
||
Regel 1:
{{Meebezig|22-10-2010; verwacht nog aanvullingen tot eind oktober|2=2010|3=10|4=22}}
[[Bestand:Bohr_Model.svg|thumb|Schema van het atoommodel van Bohr.]]▼
▲[[Bestand:Bohr_Model.svg|thumb|Schema van het atoommodel van Bohr]]
[[Bestand:Energienivieau.svg|thumb|Energieschema van het orbitaalmodel]]
[[Bestand:Wasserstoff-Termschema.svg|thumb|Wanneer het enige elektron van het [[Waterstof (element)|waterstofatoom]] geen energie meer kan afstaan, bevindt het zich in de grondtoestand (onderste lijn). Daarboven bestaan verschillende energieniveaus waarheen het elektron kan worden
Een '''energieniveau''' is de [[Discrete wiskunde|discrete]] [[energie]] die als een energetische ''eigentoestand'' bij een [[Kwantummechanica|kwantummechanische]] toestand van een systeem (bijvoorbeeld een atoom of een atoomkern) hoort.
Energieniveaus zijn toegestane [[Eigenwaarde (wiskunde)|eigenwaarden]] van de [[Hamiltonformalisme|Hamiltonoperator]] en zijn daarom tijdsonafhankelijk. Het systeem kan zich continu slechts in één toestand bevinden, maar kan niet een van de daartussenin liggende energiewaarden hebben. Een aan zichzelf overgelaten systeem tracht er altijd zijn laagste energieniveau, zijn [[grondtoestand]], te bereiken. Alle andere niveaus worden ''aangeslagen toestanden'' genoemd.
Regel 9 ⟶ 10:
== Overgangen tussen energieniveaus ==
Het systeem kan alleen energie opnemen wanneer het naar een hoger energieniveau of naar het continuüm overgaat. Dat kan bijvoorbeeld door [[absorptie]] van een [[foton]] of door een niet-elastische [[Botsing (natuurkunde)|botsing]] met een deeltje, zoals in de proef van [[James Franck|Franck]] en [[Gustav Ludwig Hertz|Hertz]]. Bij overgangen tussen discrete niveaus moet daarbij altijd de passende energie worden toegevoerd. Dit proces heet ''excitatie'' of
▲[[Bestand:Wasserstoff-Termschema.svg|thumb|Wanneer het enige elektron van het waterstofatoom geen energie meer kan afstaan, bevindt het zich in de grondtoestand (onderste lijn). Daarboven bestaan verschillende energieniveaus waarheen het elektron kan worden „getild”.]]
▲Het systeem kan alleen energie opnemen wanneer het naar een hoger energieniveau of naar het continuüm overgaat. Dat kan bijvoorbeeld door [[absorptie]] van een [[foton]] of door een niet-elastische [[Botsing (natuurkunde)|botsing]] met een deeltje, zoals in de proef van [[James Franck|Franck]] en [[Gustav Ludwig Hertz|Hertz]]. Bij overgangen tussen discrete niveaus moet daarbij altijd de passende energie worden toegevoerd. Dit proces heet ''excitatie'' of ok wel ''aanslaan''. Dit leidt tot een discrete [[absorptielijn]] in het [[Absorptiespectrum|spectrum]].
De omgekeerde overgang van een hoger naar een lager niveau, onder afgifte van een foton, vindt gewoonlijk plaats zonder uitwendige beïnvloeding als ''spontane emissie'' en wordt gekarakteriseerd door een bepaalde [[halveringstijd]]. Hij veroorzaakt discrete [[Emissiespectroscopie|emissie-spectraallijnen]] (bij atomen - vaak - zichtbaar licht, bij kernen gammastraling). In bepaalde gevallen kan ook niet-spontane emissie optreden. Men spreekt dan van [[gestimuleerde emissie]], het verschijnsel waarop de [[Laser (licht)|laser]] is gebaseerd.
Regel 19:
:<math>E_n = -\mathrm{R_y}\frac{Z^2}{n^2}</math>
waarin de [[Rydberg-energie]] R<sub>y</sub> = 13,6 [[Elektronvolt|eV]], wat echter alleen voor [[Waterstof (element)|waterstof]]achtige (één elektron) systemen geldt.
Daar komen dan nog de [[Fijnstructuurconstante|fijnstructuur]]- en de [[hyperfijnstructuur]]-correcties en de [[Lamb-verschuiving]] bij.
| |||