¿Proporcionan los espectros de emisión atómica pruebas que respalden la naturaleza ondulatoria o corpuscular de los electrones?

Mi libro de texto establece que la observación de que una corriente eléctrica que pasa a través de un gas hace que se observe un espectro de emisión característico brinda evidencia que respalda la naturaleza ondulatoria de los electrones.

Realmente no entiendo por qué los espectros atómicos de emisión sugieren la naturaleza ondulatoria de los electrones. ¿Los espectros de emisión no brindan evidencia que apoye el modelo del átomo de Bohr, con electrones en órbita que tienen energías cuantizadas?

en.wikipedia.org/wiki/Bohr_model#Origen Acc. los electrones del modelo de Bohr se comportan como ondas estacionarias.

Respuestas (2)

Desentrañemos dos tipos de experimentos relacionados:

  • Los espectros de emisión atómica se estudian observando la radiación emitida por los átomos. La corriente eléctrica aquí puede servir como un medio para llevar a los átomos a un estado excitado, como en una lámpara de descarga de gas, pero también se pueden usar otras técnicas, por ejemplo, la excitación óptica.
  • En el experimento de Frank-Hertz : los electrones acelerados hacia el ánodo chocan con los átomos. Estas colisiones pueden ser inelásticas, si la energía de un electrón es lo suficientemente alta como para excitar un átomo a un estado de mayor energía, el átomo excitado pierde el exceso de energía (lo más probable) a través de la emisión de un fotón. Sin embargo, lo que se mide aquí no es el espectro de emisión en sí, sino la corriente eléctrica, que muestra un patrón de diente de sierra característico, indicativo de las energías de excitación discretas en los átomos.

Lo que surge en cualquiera de los dos tipos de experimentos es que los átomos tienen estados de energía discretos, que no pueden explicarse mediante la teoría clásica. Originalmente, el modelo de Bohr era una hipótesis ad-hoc para producir los espectros atómicos correctos "fijando" la teoría clásica. A medida que se dispuso de una teoría cuántica más completa, fue posible justificar las prescripciones del modelo de Bohr: se derivan como reglas de cuantización cuasi clásicas de Bohr-Sommerfeld (discutidas en muchos textos de QM).

El modelo de Bohr es incorrecto. Un modelo menos erróneo, que explica una mayor parte de los datos, es la ecuación de onda de Schroedinger, en la que el electrón es una onda.

Sin embargo, un historiador señalaría que la justificación de Bohr para las órbitas cuantizadas con el movimiento de la mano era que un electrón en una órbita circular con momento pag tendría la longitud de onda de De Broglie λ = h / pag , y que un número entero de tales ondas debe "encajar" en la órbita circular. El modelo de Bohr es un modelo ondulatorio.

Gracias @rob! Una pregunta de examen preguntó si los espectros de emisión atómica proporcionan evidencia de la naturaleza de partículas de la luz, o de la naturaleza de ondas de la luz, o si no proporcionan evidencia de ninguna de las dos. ¿Sería justo decir que los espectros de emisión atómica no proporcionan ninguna evidencia sobre la naturaleza de la luz?
No diría que los espectros de emisión no proporcionan evidencia sobre la naturaleza de la luz, pero las ideas son sutiles. Después de todo, las partículas cuánticas no son ni ondas clásicas ni partículas clásicas, sino algo completamente diferente a ambas.
@HypatiaofAlexandria Eso parece lo suficientemente sustancioso como para justificar su propia pregunta, en lugar de un hilo de comentarios.
¿Proporcionan los espectros de emisión atómica pruebas que respalden la naturaleza ondulatoria o corpuscular de los electrones?
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