Atomik Geçişler

0
593
atomik geçişler
atomun enerji düzeyi
Şekil 1

Merhaba arkadaşlar bugün sizlere atomik geçişler, atomik geçişler de seçim kurallarını ve atomik geçişler de diğer olası olayları anlatacağım. Bir atomun yalnızca izinli durumlar arasındaki enerji farklarına karşılık gelen frekanslarda elektromanyetik radyasyon yayınladığını veya somurduğunu gör­müştük. Şimdi bu işlemin detaylarına bakacağız. Şekil 1’deki gibi E1, E2, E3…. ile gösterilen bir çok enerji düzeyi olan bir atom göz önüne alalım. Atom üzerine ışık düştüğünde enerjisi atomun iki enerji düzeyi arasındaki farka eşit olan hf enerjili fotonlar soğurulabilir. Böyle uyarılmayla soğurma sürecini tem­sil eden bir çizim Şekil 2’de gösterilmiştir.

atomik geçişler
Şekil 2

Normal sıcaklıklarda atomların çoğunluğu taban durumdadır. Bir kap içinde bulunan gaz halindeki bir ele­mentin atomları üzerine bütün olası foton frekanslarını içeren (sürekli spektrum) bir ışık demeti düşürüldüğünde, enerjileri sadece E2 – E1, E3 – E1, E4 – E1, E3 – E2, E4 – E2 vb. olan fotonlar soğurulabilir. Bu soğurmanın bir so­nucu olarak bazı atomlar uyarılmış düzeyler denen daha yüksek enerji düzey­lerine çıkarlar.

fotonun uyarılması
Şekil 3

Atom önce uyarılmış durumdadır, uyarılmış atomun geri atlama olasılık vardır ve bu işlemde Şekil 3’deki gibi bir foton yayınlar. Bu işlem kendiliğinden yayınlanma olarak bilinir, çünkü bu rastgele bir olaydır, geçiş için bir tetikleyici ihtiyaç yoktur. Bir atom tipik olarak uyarılmış durumda sadece  yaklaşık 10-8 s kalır.

Uyarılmış durumda bulunan bir atom iki ya da daha fazla ara basamak durumlarına uğrayarak geri dönerse, geri dönüş süresinde yayınlanan fotonların enerjileri atom tarafından soğurulmuş olan ilk fotonun enerjisinden küçük­türler. Bu sürece fluoresans denir. Bir fluoresant lambada, bir uçtaki flaman­dan çıkan elektronlar öbür uca giderken lamba içindeki cıva buharı atomla­rıyla çarpışır ve cıva atomlarının uyarılmış durumlara çıkmasına neden olur. Bu atomlar alt enerji düzeylerine geçiş yaparken morötesi fotonlar yayar. Bu fotonlar lambanın iç yüzeyindeki kaplama tabakasına çarpar. Bu tabaka fotoları soğurur ve fluoresans yoluyla görünür ışık yayar.

foton yayılımı
Şekil 4

Fosferasans maddeler benzer bir süreçle parlak görünümde olurlar. Yalnız bu maddelerin uyarılmış atomları birkaç saniyeden saatlerle ölçülebilen büyük zaman aralıklarında uyarılmış durumlarından birinde kalabilirler. Onun­da atomlar taban düzeye inerler ve iniş sırasında görünür ışık yayarlar. Uyarıl­mış düzeylerde uzun süre kalışları sebebiyle fosforesans maddeler karanlığın çökmesinden sonra uzun süre ışımaya devam ederler. Kendiliğinden yayınlanmaya ilave olarak, uyarılmış yayınlanma da vardır. Şekil 4 deki gibi E2 uyarılmış durumda bulunan bir atom düşünün. Eğer uyarılmış durum yarı kararlı durum ise, yani bu durumun ortalama ömrü , uyarılmış durumlar için bilinen 10-8 lik ortalama ömürden çok büyük ise ken­diliğinden yayma için geçecek zaman aralığı da bağıl olarak uzun olacaktır. Bu zaman aralığında atom üzerine hf = E2 – E1, enerjili bir foton gönderdiğimizi varsayalım. Olası bir olay foton enerjisinin atomu iyonlaştırıcak kadar yeterli enerjiye sahip olması ve onu iyonlaştırmasıdır.

Atomik Geçişler de Diğer Olası Olay

Diğer olası olay ise gelen foto­nun atom ile etkileşmeye girmesi ve atomu taban seviyeye geri döndürerek hf=E2– E1, enerjili ikinci bir foton yaymasına sebep olmasıdır. Bu ikinci süreç­te gelen foton soğurulmaz ve uyarılmış yaymadan sonra enerjileri özdeş olan iki foton ortaya çıkar, gelen foton ve yayınlanan foton. iki foton aynı fazdadır.

1980 ‘li yılların ortalarında bir tek iyonu elektromanyetik olarak tuzaklamak ve bundan uyarılmış ışık yayılmasını sağlamak mümkün ha­le getirildi. Böylece bu süreç de atomların ayrık enerji düzeyleri olduğunu doğrudan onaylamış oldu.

Kaynakserway
Paylaşır mısınız?
Önceki İçerikNükleer Reaktör Nedir
Sonraki İçerikCompton Olayı Nedir
Elif Yaldız
Merhaba ben Elif Yaldız, bir süre Türkiye de Elektrik ve Elektronik Mühendisliği üzerine eğitim aldıktan sonra, hayat serüvenime yurt dışında Enerji Sistemleri Mühendisliği üzerine devam ettirmeye karar verdim. Burada sizlerle bilgi alış verişinde bulunmaktan memnuniyet duyuyorum.

Düşünceleriniz Nedir?