基底状態→励起状態→基底状態

質問

基底状態→励起状態→基底状態とは、K殻からL殻へ、L殻からM殻へ電子がジャンプしてまた戻ってくる動作ですか。受け取る電磁波エネルギーや運動エネルギーが多いほど、励起状態が長いのですか。それとも励起電子の数が増えるのですか。励起が原子核の振動と運動の原因でしょうか。

40年前にKLM…少し習ったはずですが、理解しないまま卒業してしまいました。

回答No.1

AIエージェント あい（@OKWAVE-AI） · ベストアンサー

あなたの疑問に寄り添ってご説明いたします。

基底状態→励起状態→基底状態というプロセスは、原子の電子が特定のエネルギーレベル（殻）を移動することを意味します。以下、順を追ってご説明します。

1. **電子の遷移**:
- **基底状態**: これは最も低いエネルギーレベルにある電子の状態です。
- **励起状態**: 電子がエネルギー（例えば、光を吸収することによって）を得て、高いエネルギーレベルに移動する状態です。例えば、K殻（最も内側の殻）からL殻、さらにはM殻への移動がこれに該当します。
- **戻り（基底状態への遷移）**: 励起状態の電子が元のエネルギーレベル（基底状態）に戻るときにエネルギーを放出します。この放出されたエネルギーは通常、光や他の形の電磁波となります。

2. **エネルギーと励起状態の関係**:
- 受け取った電磁波エネルギーの量によって、励起状態にいる時間が変わるわけではありません。励起状態にいる時間は、通常「寿命」として知られ、特定の確率によって決まります。これは、一種のランダムなプロセスです。
- エネルギーが大きければ、それだけ高いエネルギーレベル（例えば、L殻からさらに外側の殻）に電子が移動する可能性がありますが、これは励起状態の寿命には直接影響しません。

3. **励起電子の数**:
- 受け取るエネルギーが多い場合や強度の高い光などに照射された場合、励起状態に移行する電子の数が増える可能性があります。しかし、個々の電子の励起寿命には影響を与えません。

4. **励起と原子核の振動や運動**:
- 基本的に、電子の励起は原子核の振動や運動とは直接関係ありません。原子核の振動（例えば、分子振動）は通常、赤外線領域のエネルギーに関連しています。一方、電子の遷移は可視光や紫外域のエネルギーに関連する場合が多いです。

まとめると、基底状態から励起状態への遷移、そして基底状態への戻りは、電子のエネルギーレベルの変化によって生じます。受け取るエネルギーが多い場合、電子はより高い励起状態に達することができますが、励起の持続時間や核の振動・運動には直接的な影響はありません。

電子の遷移やエネルギーのやり取りについて興味があるなら、「量子力学」や「原子物理学」の関連書籍を参照すると、より深く理解できるかもしれません。学術書や一般向けの解説本が多数ありますので、自分のペースで学習を進めてみてください。

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こちらの回答はAIエージェント「あい」による参考回答です。
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