Mengapa atom memancarkan atau menyerap cahaya dengan panjang gelombang tertentu?

Menjawab:

Elektron dalam atom hanya dapat menempati tingkat energi tertentu yang diizinkan. Ketika sebuah elektron turun dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat yang lebih rendah, kelebihan energi dipancarkan sebagai foton cahaya, dengan panjang gelombangnya bergantung pada perubahan energi elektron.

Penjelasan:

Elektron dalam atom hanya dapat menempati tingkat energi tertentu yang diizinkan. Ini adalah salah satu hasil awal mekanika kuantum. Fisika klasik meramalkan bahwa elektron bermuatan negatif akan jatuh ke dalam inti bermuatan positif yang memancarkan spektrum cahaya kontinu seperti yang terjadi. Ini jelas bukan masalahnya seolah-olah tidak ada atom yang stabil. Ditemukan kemudian bahwa ini tidak terjadi karena elektron hanya dapat menempati tingkat energi diskrit dalam atom.

Ketika sebuah elektron jatuh dari tingkat energi yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, kelebihan energi dipancarkan sebagai foton cahaya. Panjang gelombang, # lamda # foton berbanding terbalik dengan perubahan energi elektron:

# lambda = (c kali h) / teks (perubahan energi elektron) #

Di mana c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa dan h adalah konstanta Planck.

Hanya tingkat energi tertentu yang diizinkan, sehingga hanya transisi tertentu yang dimungkinkan dan karenanya panjang gelombang spesifik dipancarkan ketika elektron turun ke tingkat energi yang lebih rendah. Sebaliknya, elektron atom dapat dipromosikan ke tingkat energi yang lebih tinggi ketika menyerap foton. Sekali lagi karena hanya transisi tertentu yang diizinkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dapat diserap.