電子とエネルギーレベル
* 原子シェル： 原子の電子は、「シェル」と呼ばれる特定のエネルギーレベルを占めます。これらのシェルは建物の「床」のようなもので、各シェルは異なるエネルギーレベルを表しています。シェルが核に近いほど、エネルギーが低くなります。
* 電子励起： 電子がエネルギーを獲得すると（たとえば、光の光子を吸収することにより）、より高いエネルギーレベルに「ジャンプ」できます。これは励起と呼ばれます。
* 電子緩和： 励起された電子は不安定であり、より低いエネルギー状態に戻りたいと考えています。それが行われると、それはしばしば光の光子として、過剰なエネルギーを放出します。これが、原子が特定の光の波長を放出する理由です。
禁止ゾーン（バンドギャップ）
* エネルギーバンド： 固体では、電子のエネルギーレベルはもはや離散的ではなく、密接な間隔のエネルギーレベルのバンドを形成します。これらのバンドは、禁止ゾーンと呼ばれるギャップで区切られています またはバンドギャップ 。
* 導体、絶縁体、半導体： バンドギャップのサイズは、材料の電気伝導率を決定します。
* 導体： 非常に小さなバンドギャップがあり、電子がバンド間を簡単に移動できるようにします。
* 絶縁体： 大きなバンドのギャップがあり、ギャップ全体に電子を励起するためにかなりのエネルギーが必要です。
* 半導体： 中間サイズのバンドギャップがあり、特定の条件下で何らかの導電率を可能にします。
禁止ゾーンの存在下での電子がジャンプする方法
1。励起： 電子がより低いエネルギーバンドからより高いエネルギーバンドにジャンプするには、バンドギャップを克服するのに十分なエネルギーを獲得する必要があります。このエネルギーは次のようにすることができます：
* 熱： 熱エネルギーは電子を励起できます。
* 光： 十分なエネルギーを持つ光の光子は電子を励起できます。
* 電界： 強力な電界は必要なエネルギーを提供できます。
2。ジャンプを横切る： 電子が十分なエネルギーを獲得すると、禁じられたゾーンを飛び越えて、より高いバンドの空のエネルギー状態を占めることができます。
3。リラクゼーション： より高いエネルギーバンドの電子は不安定であり、より低いエネルギーレベルに戻りたいと考えています。これを行うことができます：
* 排出： 光の光子（光放射）を放出します。
* 衝突： 他の原子または電子との衝突によりエネルギーを失う。
重要なポイント
* 量子力学： 原子内の電子の挙動は、粒子の波のような性質を表す量子力学によって支配されています。
* 離散エネルギーレベル： 電子は特定のエネルギーレベルのみを占めることができ、その間の価値はありません。これは、電子がエネルギーレベル間を滑らかに移行するのではなく、なぜジャンプするのかを説明しています。
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