¿Por qué la tierra y los océanos emiten principalmente fotones infrarrojos?

El clima en la tierra depende mucho de los fotones infrarrojos emitidos por la tierra y sus océanos.

Quiero saber por qué los átomos de los elementos terrestres emiten fotones infrarrojos después de absorber la luz visible, la luz ultravioleta, etc.

Número 12 en: ¿ Por qué los electrones absorben y vuelven a emitir fotones? explica mucho sobre la captura y emisión de fotones en general.

Sin embargo, no puedo encontrar una explicación de por qué los fotones infrarrojos salen de la tierra calentada por el sol (y sus océanos) y cómo en el mundo los comportamientos de los átomos que emiten fotones tienen algo que ver con la temperatura, y mucho menos con la temperatura a la cuarta potencia. ? ¿Se suman ocasionalmente las vibraciones térmicas de un sólido a la energía de la nube de electrones que rodea a un átomo para provocar la emisión de un fotón infrarrojo? ¿El nivel de valencia de la nube de electrones que caen en la mayoría de los átomos terrestres, como el silicio, el níquel, el aluminio, el oxígeno, etc., corresponde a la emisión de un fotón infrarrojo?

Respuestas (1)

El modelado de la mecánica cuántica de sólidos y líquidos, que es la composición de la tierra, incluye no solo los átomos, sino también las moléculas y el efecto del derrame sobre el potencial electromagnético de las moléculas (ejemplo) para crear redes unidas y conjuntos de moléculas como en líquidos. También en los gases, las interacciones de dispersión de las moléculas y la radiación entrante transfieren energía y cantidad de movimiento en distribuciones específicas.

¿Se suman ocasionalmente las vibraciones térmicas de un sólido a la energía de la nube de electrones que rodea a un átomo para provocar la emisión de un fotón infrarrojo?

No, las vibraciones térmicas son vibraciones de la red y el campo de desbordamiento de los átomos y las moléculas es de muy baja energía, en el caso de la tierra entrando en las energías infrarrojas.

¿El nivel de valencia de la nube de electrones que caen en la mayoría de los átomos terrestres, como el silicio, el níquel, el aluminio, el oxígeno, etc., corresponde a la emisión de un fotón infrarrojo?

Algunos podrían, pero el infrarrojo proviene principalmente de los cambios de energía de la red que son muy suaves.

Estos son descritos por la radiación del cuerpo negro y conectados con la temperatura, como aquí . La radiación del cuerpo negro es una de las principales razones por las que se tuvo que inventar la mecánica cuántica. Así que todo depende de la temperatura, y las temperaturas de la tierra alcanzan su punto máximo en las frecuencias infrarrojas.

Estudié los enlaces, especialmente: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/bbrc.html A la temperatura del sol, casi 6000 K, la densidad de potencia alcanza su punto máximo en longitudes de onda azules. También a temperaturas más cercanas a la superficie de la tierra (310 o 370 K), la densidad de potencia máxima está en el infrarrojo. ¿Qué conecta la temperatura de una colección de átomos con la densidad de potencia de las longitudes de onda de los fotones emitidos? ¿Cómo influye la energía cinética de los átomos y moléculas en el sólido en la densidad de potencia predominante de los fotones emitidos?