1. Niveaux d'énergie quantifiés:
* Les électrons dans un atome ne peuvent occuper que des niveaux d'énergie spécifiques, qui sont quantifiés. Cela signifie qu'ils ne peuvent exister qu'à des valeurs d'énergie discrètes, comme des étapes sur une échelle.
* La différence d'énergie entre ces niveaux est appelée l'écart d'énergie.
2. Absorption du rayonnement:
* Lorsqu'un atome absorbe un photon de lumière, l'électron passe d'un niveau d'énergie inférieur à un niveau plus élevé.
* L'énergie du photon absorbé doit correspondre avec précision l'écart d'énergie entre les deux niveaux pour que cette transition se produise.
* C'est pourquoi seules des fréquences de rayonnement spécifiques peuvent être absorbées, correspondant aux transitions d'énergie autorisées dans l'atome.
3. Émission de rayonnement:
* Un atome excité, avec un électron dans un niveau d'énergie plus élevé, est instable.
* Pour revenir à un niveau d'énergie inférieur, l'électron doit libérer l'excès d'énergie.
* Cette énergie est libérée sous forme de photon de lumière, avec une fréquence déterminée par la différence d'énergie entre les deux niveaux.
* Ce processus est appelé émission.
4. Fréquences caractéristiques:
* Étant donné que les niveaux d'énergie dans chaque atome sont uniques, les lacunes énergétiques et les fréquences correspondantes d'absorption et d'émission sont également caractéristiques de cet atome particulier.
* C'est pourquoi chaque élément a une signature spectrale unique, basée sur les fréquences spécifiques de lumière qu'il absorbe et émet.
Analogie:
Imaginez une échelle avec des échelons représentant des niveaux d'énergie. Un photon de lumière est comme un pas. L'électron ne peut monter ou descendre de l'échelle qu'en faisant une étape spécifique correspondant à l'énergie du photon. La taille des étapes (écarts d'énergie) détermine la fréquence de la lumière absorbée ou émise.
Conclusion:
Les fréquences caractéristiques d'absorption et d'émission par des atomes excités sont une conséquence de la nature quantifiée des niveaux d'énergie dans les atomes, ne permettant que des transitions d'énergie spécifiques et des énergies photon-photon correspondantes. Cette empreinte spectrale unique est utilisée dans diverses applications, y compris la spectroscopie pour identifier les éléments et étudier leurs propriétés.
