>> 自然の科学 >  >> 物理

科学者は、電子が別のエネルギーレベルから移動するという証拠を提供するために何を測定できますか?

科学者は、さまざまな方法を使用して、エネルギーレベル間の電子の動きを測定および観察します。最も一般的なテクニックのいくつかは次のとおりです。

1。分光法:

* 原子放出分光法: この技術は、エネルギーで原子を励起し、電子がより高いエネルギーレベルにジャンプします。電子が基底状態に戻ると、特定の波長で光の光子を放出します。これらの波長は、レベル間のエネルギーの違いに対応しており、電子遷移の直接的な証拠を提供します。

* 原子吸光分光法: この方法は、原子のサンプルを通して光を輝かせます。原子の電子は、エネルギーレベルのエネルギーの違いに対応する光の特定の波長を吸収します。各波長で吸収される光の量を測定することにより、どの遷移が発生しているかを判断できます。

* 光電子分光法(PES): この手法は、光子を使用して、原子または分子から電子をノックアウトします。放出された電子の運動エネルギーを測定することにより、異なるエネルギーレベルの電子の結合エネルギーを決定できます。結合エネルギーの変化は、電子遷移を示すことができます。

2。 電気伝導率:

* 抵抗測定: 材料の抵抗は、電流を運ぶために利用可能な遊離電子の数に応じて変化します。電子がより高いエネルギーレベルに移動すると、それらは原子に拘束されなくなり、電気伝導に簡単に関与できます。

* ホール効果: この現象は、磁場が適用されるときに導体全体の電圧の差を測定します。この電圧の大きさは、電荷キャリア密度とその可動性に関連しています。導電率の変化は、電子遷移を示すことができます。

3。その他のテクニック:

* 発光: 一部の材料は、電子がエネルギーレベル間に(蛍光や蛍光症など)間に移動すると光を放出します。放出された光の波長と強度を測定することは、これらの遷移を研究するために使用できます。

* 磁気: 材料の磁気特性は、電子のスピンの影響を受けます。磁気特性の変化は、電子が異なるエネルギーレベルに移動する結果である可能性があります。

4。 間接的な証拠:

* 化学反応: 化学反応におけるエネルギーの吸収または放出には、多くの場合、分子間の電子遷移が含まれます。これらの反応に関連するエネルギーの変化を研究することにより、電子の動きを推測できます。

* 量子機械的計算: 量子力学に基づく理論計算は、原子と分子の電子のエネルギーレベルと遷移を予測できます。これらの計算は、観測された遷移を検証するために実験データと比較できます。

要約すると、これらの技術の組み合わせを採用することにより、科学者はエネルギーレベル間の電子の動きの説得力のある証拠を提供できます。

  1. 原子理論は常に物質のモデルですか?
  2. 電磁スペクトルのすべての部分からの真空波が移動しますか?
  3. 液体はどの方向に力を発揮しますか?
  4. 屈折率1.36のアルコールなどの材料の光の速度はどのくらいですか?
  5. 水波の粒子は動きますか?
  6. 人間を引っ張る重力は何ですか?