¿Por qué un gas incandescente, como el de un tubo de neón, solo proporciona ciertas longitudes de onda de luz?

Answer 1

La luz se emite al caer un electrón desde un nivel excitado a un nivel inferior. La diferencia de energía entre los niveles está totalmente limitada por la física, análoga a la diferencia de elevación (y por lo tanto, la diferencia de energía potencial) entre una serie de pasos físicos. El electrón no puede caer a un nivel de energía arbitrario entre los niveles definidos. El término “paso cuántico” se utiliza para reconocer esta restricción. El ‘tamaño’ del paso es diferente en diferentes ‘entornos’ atómicos / moleculares. Dado que la energía del fotón es una función de su frecuencia / longitud de onda, diferentes energías corresponden a diferentes longitudes de onda, por lo que diferentes elementos con diferentes entornos de electrones y, por consiguiente, diferentes niveles de energía de electrones característicos ‘permisibles’ emitirán solo las longitudes de onda correspondientes de los fotones (de rango más amplio de longitudes de onda que solo luz / colores visibles). Esta característica de los diferentes elementos es la base de la espectroscopia de absorción atómica, la identificación de elementos en muestras o en estrellas remotas mediante el examen de las longitudes de onda características que absorben y emiten.

Answer 2

El gas del tubo de neón produce luz porque a los electrones de la capa externa se les da una energía que los hace subir a un nivel de energía más alto, esta es una unidad fija de energía, que corresponde a una frecuencia discreta de luz, ya que todos los átomos son iguales. todos absorben la misma cantidad de energía y luego liberan la misma cantidad de energía que es la misma frecuencia. La otra forma de producir luz es a través de la radiación del cuerpo negro, esto es cuando un objeto produce un amplio rango de frecuencia de luz con un pico que depende de su temperatura, la radiación del cuerpo negro se estudió inicialmente con respecto a la radiación infrarroja y, por lo tanto, su nombre. Una bombilla incandescente produce luz simplemente calentando un cable hasta el punto donde la frecuencia pico es visible, pero también una gran cantidad de frecuencia muy por debajo de lo que es visible, es por eso que son tan ineficientes.