물리 1 전자 에너지 준위 관련 질문
익명 작성일 - 안녕하세요.
기체에서 흡수되는 빛의 파장은 기체의 분자 구조와 전자 에너지 레벨에 따라 결정됩니다. 기체의 분자나 원자는 특정 파장의 빛을 흡수할 수 있는 전자 에너지 레벨을 가지고 있습니다. 빛은 전자기파로 이루어져 있고, 그 에너지는 파장에 반비례합니다.
빛이 기체와 상호작용할 때, 빛의 에너지가 기체의 전자 에너지 레벨 간의 에너지 차이와 일치하면, 기체의 전자가 더 높은 에너지 레벨로 이동하면서 빛이 흡수됩니다. 그러나 빛의 에너지가 전자 에너지 레벨 간의 에너지 차이와 일치하지 않으면 빛은 흡수되지 않습니다.
이 과정은 각기 다른 에너지 레벨을 가진 기체 분자들이 다양한 파장의 빛을 흡수한다는 점에서 스펙트럼 분석에 매우 중요합니다. 이러한 원리를 이용한 것이 바로 AAS ICP XRF와 같은 분광분석법입니다.
기체에서 흡수되는 빛의 파장은 고유한 기체의 특성인 분자 구조와 전자 에너지 레벨에 의해 결정되므로, 해당 기체의 물질을 분석할 수 있습니다.
즉, 흡수 스펙트럼은 기체가 에너지 준위 차에 해당하는 파장의 빛만을 흡수하기 때문에, 에너지 준위 차보다 큰 에너지를 가진 빛이 그 기체에 쐬였을 때 일반적으로는 흡수하지 않습니다.
그러나 아주 드문 경우에, 기체가 에너지 준위 차보다 큰 에너지를 가진 빛을 흡수하는 경우가 있습니다. 이를 '다중 전자 전이'라고 부르며, 다수의 전자가 동시에 여러 에너지 준위로 전이하는 현상입니다.
만약 다중 전자 전이가 발생하여 전자가 에너지 준위 차보다 큰 에너지를 가진 빛을 흡수하고 전이한다면, 남는 에너지는 주로 다음과 같은 방식으로 처리됩니다.
1. 동시에 여러 전자가 다른 에너지 준위로 전이하여 남는 에너지를 소모하는 경우
2. 기체 분자가 전자 전이와 동시에 회전 및 진동 에너지로 에너지를 분산시키는 경우
3. 전자가 파장의 에너지를 흡수한 후 빛으로 다시 방출하여 에너지를 소산하는 경우 (자연 복사 과정)
다만, 다중 전자 전이는 흔한 현상이 아니므로, 처음에 언급한대로 대부분의 경우 기체는 에너지 준위 차에 해당하는 파장만을 효과적으로 흡수합니다.
이상, 참고만하시기 바랍니다.
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262번 해설 부탁해여…. 에너지 준위 차는 n값이 올라가면 올라갈수록 적어진다는 것이 이 문제를 푸는 핵심이라 할 수 있겠습니다 도움이 되셨다면 채택 부탁드립니다
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