Transferencia de energía de electrones a átomos (calentamiento de la materia por absorción de fotones)

Si un electrón absorbe un fotón para salir a un nivel de energía más alto, debería volver al mismo estado o a cualquier otro estado más bajo emitiendo el fotón requerido. Entonces, ¿cómo puede haber una transferencia neta de energía al átomo? Calentamiento significa aumento de la energía cinética (vibratoria) de los átomos. Si la energía absorbida por un fotón se vuelve a emitir como fotón, ¿cómo extraen los átomos energía de los fotones incidentes?

Puede que le resulte instructivo leer sobre el efecto Mössbauer .
@dmckee---ex-moderatorkitten Realmente desearía que publicaras eso como respuesta. Además, de manera más general, en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_spectroscopy (aunque no sé si esa página Wiki existió hace 7 años. ¡Hola desde el futuro! Erm... da un poco de miedo aquí ahora).

Respuestas (2)

Aclaremos algunos malentendidos:

si un electrón absorbe un fotón para salir a un nivel de energía más alto,

No es el electrón el que absorbe el fotón para pasar a un nivel de energía superior. Es el átomo completo, que está representado por un pozo de potencial con niveles de energía llenos de electrones hasta cierto punto. Un fotón con la energía correcta, es decir, una energía que cubra la diferencia del nivel en el que se encuentra el electrón y un nivel vacío de energía superior, será absorbido por todo el átomo. El electrón decaerá con un tiempo de decaimiento característico desde el nivel de energía más alto al más bajo y un fotón tomará la energía nuevamente. Puede suceder que cascadas de fotones absorban la energía.

debería volver al mismo estado o a cualquier otro estado inferior emitiendo el fotón requerido....

De nuevo, es el sistema núcleo+electrones el que absorbe y emite fotones cuantificados.

En este caso, (de absorción y emisión), se transfiere poca energía cinética al átomo, debido a la conservación del momento dentro del Principio de Incertidumbre de Heisenberg.

*PERO CÓMO PUEDE TRANSFERIR SU ENERGÍA A LOS ÁTOMOS CERCANOS*

Espero que quede claro que no. Puede ocurrir que, por ejemplo, el campo dipolar de un átomo interactúe con el campo de otro átomo y le transfiera la energía cinética que ha recibido, pero será a partir de dispersiones casi continuas, donde los fotones quedan fuera de la capa de masa (virtual ) . La radiación de cuerpo negro concuerda para longitudes de onda grandes entre las formas clásica y cuántica. La necesidad de cuantización aparece a energías más altas para evitar la catástrofe ultravioleta.

LA única forma es a través de colisiones electrón-átomo (absurdo)...

No, los fotones del continuo pueden interactuar con los momentos dipolares y cuadrupolares de los átomos y transferir energía allí. Los fotones infrarrojos del continuo pueden dispersarse por los campos restantes de los átomos/moléculas transfiriendo impulso/energía cinética y aumentando la temperatura. Es un proceso continuo, no cuantificado. La relajación de los niveles vibratorios de la red liberará fotones cuantificados.

calentamiento significa aumento en la energía vibratoria de los átomos,

derecho sino también de energía cinética

entonces, ¿cómo exactamente lo obtienen de los electrones excitados?

No lo hacen, lo obtienen del continuo de las interacciones de los fotones infrarrojos con los campos sobrantes de los átomos y las moléculas.

Esencialmente, lo que está preguntando es el " efecto fotoeléctrico ". La intensidad de la luz no contribuye a la energía necesaria para que el material expulse un fotón.

La energía mínima necesaria para liberar un fotón viene dada por la función de trabajo Φ = h F donde h es la constante de Planck yf es la frecuencia.

Aquí hay una simulación flash de lo que está pasando.

El efecto que tiene la intensidad es que cambiará la cantidad de electrones que son excitados por la luz incidente, que es diferente.