กลไกควอนตัม

        ในปี ค.ศ.1911 นีล บอฮ์ร นักฟิสิกส์ชาวดัทช์ ได้สร้างแบบจำลองอะตอมของไฮโดรเจน เพื่ออธิบายความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างอะตอมและสเปกตรัมของอะตอม อะตอมของไฮโดรเจนมีโปรตอน 1 อนุภาคอยู่ตรงใจกลาง มีอิเล็กตรอน 1 อนุภาค โคจรล้อมรอบ วงโคจรของอิเล็กตรอนมี 4 ชั้น คือ n = 1, 2, 3, 4, 5 และ 6 ตามลำดับ โดยอิเล็กตรอนสามารถกระโดดข้ามชั้นวงโคจรจากวงหนึ่งไปสู่อีกวงหนึ่งได้ เมื่อมันได้รับหรือสูญเสียพลังงาน
        การเลื่อนชั้นวงโคจของอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนระหว่างชั้น n = 1 กับชั้น n = 2, 3, 4, 5, 6 ทำให้เกิดเส้นสเปกตรัมที่ความยาวคลื่น 122 nm  (L-alpha), 103 nm (L-beta), 97 nm (L-gamma), 95 nm (L-delta), 94 nm (L-epsilon) ตามลำดับ เรียกว่า ไลมานซีรีส์ ในช่วงรังสีอัลตราไวโอเล็ต  

          การเลื่อนชั้นวงโคจรของอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนระหว่างชั้น n = 2 กับชั้น n = 3, 4, 5, 6 ทำให้เกิดเส้นสเปกตรัมที่ความยาวคลื่น 656 nm (H-alpha), 486nm (H-beta), 434nm (H-gamma), 410nm (H-delta) ตามลำดับ เรียกว่า บาลเมอร์ซีรีส์ ในช่วงแสงที่ตามองเห็น 

          การเลื่อนชั้นวงโคจรของอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนระหว่างชั้น n = 3 กับชั้น n = 4, 5, 6 ทำให้เกิดเส้นสเปกตรัมที่ความยาวคลื่น 1875nm (P-alpha), 1282nm (P-beta), 1094nm (P-gamma) เรียกว่า ปาสเชนซีรีส์ ในช่วงรังสีอินฟราเรด

ต้องการภาพใหญ่ คลิกที่นี่, หากมองไม่เห็นดาวโหลด Flash Player 

คำอธิบาย: แฟลชนี้ใช้สาธิตการเปลี่ยนแปลงพลังงานซึ่งในแต่ละชั้นของวงโคจรอิเล็กตรอน ซึ่งทำให้เกิดการดูดกลืนรังสี และการแผ่รังสี  

  • กรอบบน: อะตอมของไฮโดรเจน ประกอบด้วย โปรตรอน 1 ตัวอยู่ที่นิวเคลียส อิเล็กตรอน 1 ตัวมีวงโคจร 6 ชั้น วงโคจรชั้นในมีระดับพลังงานต่ำสุด วงโคจรชั้นนอกสุดมีระดับพลังงานสูงสุด สามารถดูระดับพลังงานได้ในกรอบ Energy level Diagram ทางด้านขวา (eV = electron Volt)

  • กรอบล่างซ้าย Photon Selection
    • สเกล 3 แถบ แสดงค่า ความถี่ (frequency), ความยาวคลื่น (wavelength), พลังงาน (energy) 
    • ปุ่มสไลด์เลือกความยาวคลื่น ใช้เลือกโฟตอนตามช่วงความยาวคลื่นที่ต้องการ โดยเรียงซ้ายไปขวาดังนี้ อินฟราเรด (Infrared), แสงที่ตามองเห็น (visible), อัลตราไวโอเล็ต (ultraviolet) 
    • ปุ่มซีรีส์การแผ่รังสี ตั้งอยู่ใต้ปุ่มสไลด์เลือกความยาวคลื่น ประกอบด้วย
      • P หมายถึง ปาสเชนซีรีส์ เป็นการแผ่รังสีในช่วงอินฟราเรด 
      • H หมายถึง บาลเมอร์ซีรีส์ เป็นการแผ่รังสีในช่วงแสงที่ตามองเห็น 
      • L หมายถึง ไลมานส์ซีรีส์ เป็นการแผ่รังสีในช่วงอัลตราไวโอเล็ต
    • Fire proton: คำสั่งยิงรังสีใส่สู่อิเล็กตรอน 

  • กรอบบนขวา (Event Log): บันทึกผลลัพท์ที่เกิดขึ้นเนื่องจากการยิงรังสีเข้าสู่อิเล็กตรอน
    • excitation: การรับพลังงาน ทำให้อิเล็กตรอนเลื่อนวงโคจรสูงขึ้น 
    • absorbed: การดูดกลืนรังสี ซึ่งเกิดจากอิเล็กตรอนเลื่อนวงโคจรสูงขึ้น  
    • not absorbed: อิเล็กตรอนไม่ดูดกลืนรังสี 
    • ionization: อิเล็กตรอนเลื่อนหลุดออกจากวงโคจรชั้นบนสุด ทำให้เกิดประจุ 
    • deexcitation: การปลดปล่อยพลังงาน โดยการแผ่รังสี 
    • emitted: การแผ่รังสี ซึ่งเกิดจากอิเล็กตรอนลดวงโคจรต่ำลง 
    • ปุ่ม clear log: ใช้ลบบันทึกผลลัพธ์ 


Comments