| Цитата |
|---|
N T пишет:
Надо думать, что от состояния этого слоя и зависит,
сколько фотонов в этом возбужденом электронном поле будет излучать и с какой длиной волны.
Что-то близко к этому? |
Близко, но не совсем так. От населенности уровня, конечно, зависит интенсивность переходов и излучения в данном диапазоне. Но в данном случае речь немножко о другом. О том, почему металлы это металлы и как вообще происходит отражение света.
Итак, обратимся к картинке. На ней изображено "размножение" 3s и 3p уровней. Почему? Как все, думаю, помнят из школьного курса химии и физики, энергетические уровни электронов в атомах имеют не сплошной, а дискретный спектр. Т.е. электрон в атоме не может иметь произвольную энергию, а лишь те четко фиксированные значения энергии, которые разрешены правилами отбора квантовой механики. Причем, поскольку электрон является фермионом (имеет полуцелый спин), то в одном квантовом состоянии не может находиться более одного электрона, из-за чего все электроны в атоме не сидят на низшем энергетическом уровне, а определенным образом распределены между ними. Уверен, это все помнят. Однако это все касается лишь одиночного атома. Что будет, если рядом с ним достаточно близко будут находиться и другие такие же атомы?
Очевидно, в этом случае электроны должны определенным образом взаимодействовать друг с другом, а их волновые фукции каким-то образом перекрываться друг с другом. И это неизбежно должно влиять на квантовые состояния электронов, находившихся прежде в одном состоянии (например, 3s) в двух разных атомах, поскольку фермионная природа запрещает им находиться в одном и том же состоянии рядом друг с другом. И действительно, в результате всего этого энергетические уровни двух соседских атомов немного перестраиваются (скажем, за счет того, что исходный кулоновский потенциал ядра атом в результате взаимодействия двух соседских атомов несколько изменяется, а значит изменяются и энергетические уровни), и каждый "старый" уровень оказывается "расщепленным" на несколько очень близко расположенных друг к другу - как и показано на рисунке. Когда соседей много, N штук, каждый из уровней превращается в целую зону из N подуровней.
Именно эта зонная структура атомов в веществе и определяет его свойства. Так, например, одиночный атом способен поглощать и излучать свет строго определенной длины волны - в соответствии с той энергией, которую он может поглотить или отдать для перехода между двумя четкими энергетическими уровнями. В том же случае, когда есть зоны, у электрона есть больше возможностей для перехода из одной зоны в другую, в результате чего будет отражаться уже не какая-то одна фиксированная длина волны, а целый непрерывный ряд длин волн, спектр. То есть именно наличие зон позволяет веществу и металлам в частности отражать свет не одной лишь фиксированной длины волны, а иметь непрерывный спектр отражения.
Но и тут не все так просто. Не все переходы все-равно разрешены, и не все зоны всегда перекрываются так, как показано было на рисунке выше. Далее мы глубоко вдаваться в особенности зонных структур и причин ее такого появления мы не будем, ограничимся только общими моментами, необходимыми для нашего обсуждения. А пока новые вопросы
1. Какой атом больше - водорода или гелия?
2. Какие особенности есть внешнего s уровня обсуждаемых нами металлов?
3. Глядя на таблицу электронных оболочек атома, какие особенности заполнения d уровней можно заметить?
4. Как это все связано с отражательными способностями металлов?
