¿Por qué los objetos calientes prefieren emitir fotones sobre electrones? ¿Hay aniquilación electrón-positrón?

¿Por qué los objetos calientes prefieren emitir fotones sobre electrones? ¿Existe la aniquilación electrón-positrón? Si es así, ¿por qué? Estoy confundido por esto.

Respuestas (2)

Los niveles de energía en cualquier objeto están cuantificados. El estado fundamental de un electrón es el de menor energía. A partir de ahí, los electrones pueden tener muchos niveles de energía más altos, siendo el más alto el que les permite escapar completamente de la atracción nuclear, es decir, ser emitidos.

Entonces, los objetos calientes pueden emitir electrones, pero la probabilidad de que un solo electrón tenga tanta energía solo por calentar el objeto es menor que los electrones que suben unos pocos niveles (debido a la ganancia de energía térmica) y luego retroceden y emiten fotones. Los objetos muy calientes pueden convertirse en plasma (se emiten electrones y te quedan iones). Por supuesto, hay otras formas de lograr un plasma (p. ej., descarga de ruptura dieléctrica) que no son excitación térmica de equilibrio. Pero eso está más allá del alcance de esta pregunta.

Pero si los materiales tienen electrones en la capa exterior, ¿deberían ser emitidos? Pero eso no es luz?
@mick light es radiación electromagnética, fotones. los electrones son partículas, estables hasta que se encuentran con un positrón. Los positrones que se crearán en un par de positrones de electrones necesitan fotones de gran energía; estas energías (MeV) no existen en objetos "calientes".
@mick Estrictamente hablando, no hay una capa exterior. Hay capas infinitas contables, pero después de un punto, los electrones están tan lejos del núcleo principal que, esencialmente, se consideran emitidos. Entonces, la pregunta es, para una cierta temperatura corporal, qué tan lejos van los electrones. También es importante recordar que un cuerpo caliente no es una molécula. Si tiene un sólido con muchas moléculas, lo que está viendo son muchos electrones con muchos niveles de energía (bandas).
cont.... Es más probable que muchos se exciten con energías moderadas y retrocedan emitiendo y menos obtendrán grandes energías para escapar del material. Pero sí, la emisión termoeléctrica no es cero, solo tiene una probabilidad menor.
buen punto, se requiere más energía para hacer que un electrón deje completamente el potencial eléctrico del núcleo en comparación con excitar un electrón a 'solo' un nivel de energía más alto desde donde puede 'relajarse' nuevamente al nivel original emitiendo un fotón.

Se emiten electrones, pero al estar cargados, forman una nube cerca de la superficie y no viajan demasiado lejos debido a la atracción por el resto cargado positivamente. Si coloca una placa metálica cerca de la superficie, puede recolectar estos electrones e incluso hacer un circuito. Esto se conoce como fuentes termoeléctricas de electricidad.

Los fotones son neutros y no son atraídos por el cuerpo caliente, por lo que se van.

Editar: No hay positrones allí, sino iones atómicos cargados positivamente. En un objeto caliente hay procesos de excitación/ionización atómica y recombinación. Este último proceso produce fotones.

¿Por qué los objetos calientes prefieren emitir fotones sobre electrones? ¿Hay aniquilación electrón-positrón?
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