Un cuanto de energía

De sus comentarios, observo que se aplica la siguiente información adicional:

Las opciones son las siguientes:
$a. 4\to 2$
$b. 2\to 1$
$c. 3\to 1$
$d. 4\to 1$
Y según la clave de respuestas, ¡todas las opciones son correctas!

Supongo que estos números se relacionan con el número cuántico principal$n$que identifica los niveles de energía de un átomo de hidrógeno aislado. Hay números cuánticos subordinados adicionales para cada valor de$n$. Como señala @lemon, las reglas de selección restringen qué transiciones pueden resultar en la absorción o emisión de un fotón. Sin embargo, tales transiciones siempre son posibles entre 2 estados cualesquiera con un número cuántico principal diferente$n$.

Entonces, para cada opción, la transición puede resultar en la emisión de un solo fotón. En su nivel de estudio, la absorción o emisión ocurrirá solo 1 fotón a la vez, y tiene razón al hacer esta suposición. Entonces, como observa en la respuesta, todas las opciones son correctas.

Quizás donde se está confundiendo es que también son posibles 2 o más transiciones consecutivas , con algún retraso en el medio: por ejemplo$4\to 3\to 2\to 1$con la emisión de 3 fotones, cada uno con energías diferentes.

La mayor liberación de energía suele ser la más probable, siempre que otros números cuánticos puedan cambiar de acuerdo con las reglas de selección. Entonces, para un átomo de hidrógeno excitado a la$n=4$nivelar la transición$4\to 1$es lo más probable, con la emisión de un único fotón. Pero nada impide las transiciones$4\to 2$o$4\to 3$en cambio, con transiciones posteriores$2\to 1$o$3\to 1$o$3\to 2\to 1$finalmente conduce a la$n=1$nivel, con la emisión de más fotones - de nuevo 1 para cada transición. Estos son mucho menos probables pero no imposibles, y representan una pequeña proporción de las transiciones que ocurren.