Возбуждение и ионизация атомов меняет характеристические энергии их электронных
videoelektronic — 26.03.2025
Считается, что по спектрам фотонов, испускаемых атомами, можно всегда чётко определить вид конкретного атома. В рентгеновской области спектра такое излучение называют характеристическим. Фактически, характеристическое излучение индивидуально для атомов каждого вещества из таблицы Менделеева.
Более того, по значениям самых высокоэнергетичных переходов, так называемых K-линий спектра, можно при помощи арифметической матрицы рассчитать энергии всех остальных спектральных линий более низкого порядка.
Например, для Аргона вся матрица энергетических линий в (эВ) выглядит вот так:
Я просто рассчитал энергии переходов второго и более низшего порядка из табличных теоретических значений энергии K-линий, взятых на этом сайте: X-ray Transition Energies - Search Result
K-линии — это энергия, которую надо затратить, что бы поднять электрон с самой ближайшей к ядру атома «орбитали» (энергетической ямы) на более верхние разрешённые в этом атоме уровни энергий.
В расчётным способом полученной табличке энергий более низкого уровня есть энергии второго уровня, которые авторы вышеупомянутого сайта тоже отразили. Сравните и найдите одинаковые (до первого знака после запятой) значения:
Кажется, что моя «волшебная» табличка может предсказывать и те более низкие энергии излучаемых фотонов, которые не отражены на «буржуйском» сайте, но известны нам, как «спектральные линии вещества в оптическом диапазоне». Не предсказывает, можете проверить. Почему?
На самом деле, я нашёл прямо противоположные ответы на этот вопрос. Одни пишут, что «характеристические линии никогда не меняются», а другие пишут, что есть много факторов, которые могут, всё же, изменять энергии характеристических излучений. Поскольку нет канонического ответа на поставленный вопрос отсутствия математической связи между рентгеновскими и оптическими спектрами атомов, я попробую высказать свои версии причины.
Мне представляется, что при генерации характеристического излучения в рентгеновском диапазоне энергий мы имеем дело с переходом электрона из самой низкой потенциальной ямы близкой к ядру орбитали на более высокие уровни, что приводит к возбуждению электронных оболочек атома. При генерации такого же излучения в оптическом диапазоне длин волн происходят переходы электронов между потенциальными ямами верхних уровней, которые в энергетическом смысле кратно (и многократно) меньшие. И в первом, и во втором случае мы имеем дело с возбуждённым состоянием электронных оболочек атома, только вот при подъёме электронов из самых низов (из ближайшего окружения ядра) наверх атома возбуждение оболочек будет кратно выше, чем просто при перескоке электрона между «оптическими» уровнями. Скорее всего, величина возбуждения оболочек атома влияет на тонкую структуру внешних орбиталей этого атома, приводя к тому, что при «рентгеновских» величинах возбуждения энергии внешних орбиталей чуть-чуть (по сравнению с энергиями фотонов рентгеновского характеристического излучения) меняются, что оказывается достаточным для невозможности математического расчёта оптических спектров из энергий К-линий рентгеновского спектра.
Так же ионизация атома тоже будет вносить свой вклад в смещение характеристического спектра. Это видно из того, что последовательные потенциалы ионизации атомов при вырывании электронов из одинаковых орбиталей не равны между собой. Смотрите табличку для Аргона, например:
|
|
</> |
Как выбрать лучшего интернет-провайдера для дома по качеству соединения в России 
Крепкая антология 
Путь принцессы 
К посту о зразах.)) 
Музейное 
Наливные грузы — виды, особенности, организация и документация 
Лавра 
Микрорайон Чертаново. Очарование советской архитектуры. 
Картиночный анонсик 
