energiovergang

Ulike atom og molekyl har bestemte, karakteristiske energinivå. Energiovergangar i ein gass fører difor til utsending av lys med bestemte energiar, og difor med bestemte farger. Fargene er karakteristisk for gassen.

Nordlys kjem frå energiovergangar i ulike gassar i atmosfæren til Jorda. Atom og molekyl i atmosfæren går først opp i energinivå på grunn av energi frå kollisjonar med ladde partiklar som kjem frå Sola. Så går dei ned att i energinivå og sender ut overskotsenergien i form av lys. Det gulgrøne nordlyset vi ser mest av i Noreg, blir sendt ut frå oksygengass. Lilla nordlys kjem frå nitrogengass.

I det som blir kalla «energiovergangar i atom», er det elektrona som flyttar seg mellom ulike energinivå.

Energiovergangar skjer også i atomkjernar, for eksempel i radioaktive henfall. Energien i ein atomkjerne er mykje større enn i eit atom, og ein energiovergang i atomkjernen fører difor til at det blir sendt ut stråling med mykje høgare energi. Gammastråling sendt ut frå ein atomkjerne kan typisk ha 50 000 gonger så høg energi som stråling sendt ut i ein energiovergang i eit atom.

Energiovergangar blir utnytta til dømes i teknologi og forsking. Lysdiodar (LED) sender ut lys på grunn av energiovergangar i materialet diodane består av. Lysdiodar blir òg bruka til å overføre signal i fiberoptikk.

Solceller brukar energien i sollys til å skape energiovergangar der elektron blir rivne laus og sendt vidare som elektrisk straum. Atomklokker måler tid veldig nøyaktig ved å bruke stråling sendt ut ved ein bestemt energiovergang i grunnstoffet cesium.

I spektroskopi blir atom og molekyl identifisert ved å analysere energien i lyset dei sender ut ved energiovergangar. Det blir til dømes bruka til å finne ut kva grunnstoff som finns i stjerner ute i universet.

Energiovergangar var viktige for utviklinga av kvantefysikk. Før kvantefysikken var utvikla, var det kjent at gassar sender ut lys med karakteristiske farger, såkalla linespekter. Men forskarane hadde inga god forklaring på korleis linespektera oppstår.

I 1913 lanserte den danske fysikaren Niels Bohr ein revolusjonerande atommodell med kvantiserte energinivå. Det innebar at elektrona i atomet berre kunne vera i bestemte energinivå, medan andre energiar var umoglege. Elektrona kunne flytte seg mellom desse energinivåa i energiovergangar.

Med denne atommodellen kunne Bohr forklare linespekteret til hydrogen. Linespekteret består av lys sendt ut ved dei moglege energiovergangane i hydrogen.

• energinivå
• nordlys
• kvantefysikk