原子能级(光子能量必须恰好等于原子能级差才能被原子吸收吗)

原子能级，光子能量必须恰好等于原子能级差才能被原子吸收吗？

原子的能级变化分三类：自发辐射、受激吸收、受激辐射，吸收光子使能级变化属于后两种。

受激吸收，就是吸收一个光子，使第能级原子跃迁至高能级，光子能量必须恰好等于能极差；受激辐射，是高能级粒子受到频率位v的辐射，跃迁至低能级并释放出能量位hv的光子。这样看，吸收的单个光子能量必须等于能极差。

但考虑更复杂的情况，原子能级不止两个，例如激光器材料多用的是三能级。原子吸收一个光子，从状态1跃迁至状态3，然后自发辐射，从状态3跃迁至状态2，看起来就是吸收了一个高能光子，释放出一个低能粒子，吃下去一半。

从这个角度说，却似可以吸收不等于初始到最终状态能量差的光子。但从微观细节看，还是必须满足吸收光子能量等于原子中能级差的原则。

10楼那哥们说的是电离啊，是电子从原子的某一能级向自由态跃迁，和原子能级间跃迁不一样。

赫兹理论说明什么？

1914年，弗兰克（James Franck，1882~1964）和赫兹(Gustar Hertz,1887~1975)在研究中发现电子与原子发生非弹性碰撞时能量的转移是量子化的。他们的精确测定表明，电子与汞原子碰撞时，电子损失的能量严格地保持4.9eV，即汞原子只接收4.9eV的能量。

这个事实直接证明了汞原子具有玻尔所设想的那种“完全确定的、互相分立的能量状态”，是对玻尔的原子量子化模型的第一个决定性的证据。由于他们的工作对原子物理学的发展起了重要作用，曾共同获得1925年的物理学诺贝尔奖 。

在本实验中可观测到电子与汞蒸汽原子碰撞时的能量转移的量子化现象，测量汞原子的第一激发电位，从而加深对原子能级概念的理解。

弗兰克－赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据，对玻尔的原子理论是一个有力支持。弗兰克擅长低压气体放电的实验研究。1913 年他和G.赫兹在柏林大学合作，研究电离电势和量子理论的关系，用的方法是勒纳德（P.Lenard ）创造的反向电压法，由此他们得到了一系列气体，例如氦、氖、氢和氧的电离电势。后来他们又特地研究了电子和惰性气体的碰撞特性。

化学能是什么意思？

化学能是一种很隐蔽的能量，它不能直接用来做功，只有在发生化学变化的时候才可以释放出来，变成热能或者其他形式的能量。像石油和煤的燃烧，炸药爆炸以及人吃的食物在体内发生化学变化时候所放出的能量，都属于化学能。化学能是指储存在物质当中的能量，根据能量守恒定律，这种能量的变化与反应中热能的变化是大小相等、符号相反，参加反应的化合物中各原子重新排列而产生新的化合物时，将导致化学能的变化，产生放热或吸热效应。

一、实现原理

一切化学反应实质上就是原子最外层电子运动状态的改变；在化学反应中吸收或者释放的能量就叫做化学能，化学能的来源是在化学反应中由于原子最外层电子运动状态的改变和原子能级发生变化的结果。

原子是由原子核和电子靠电磁场粘合而成的，分子是由原子靠电磁场（化学键能）粘合而成的，物体（固体液体气体，非生物和生物）是由分子靠电磁场（分子间力）粘合而成的。化学键是物质的一种存在形式，化学键物质就是电磁场物质。化学反应是原子重新组合变成新的物质的过程。在化学反应过程中，化学键的键能能级发生变化，于是产生化学能现象。键能（电磁场能级）提高时是吸能反应，键能降低时是放能反应。

化学键的断裂和形成是物质在化学变化中发生能量变化的主要原因。所以说，物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的。

二、主要作用

各种物质都储存有化学能。不同的物质不仅组成不同、结构不同，所包含的化学能有不同。在化学反应中，既有化学物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，那么，一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量于生成物的总能量的相对大小。

电子为什么不会掉入原子核？

原子内部，电子为什么不会掉入原子核？怎么解释β衰变？

中学的时候老师就告诉我们电子围绕着原子核运行，也告诉我们原子核电荷是+，电子电荷是-，也许当时有很多同学都想到了一个问题，正负电荷会在库仑力的作用下相互吸引，最后中和，可能这个念头一闪而过，但肯定有很多朋友提出问题来了，不知道各位的是老师怎么回答的，有没有给出令人信服的答案，我们今天来简短讨论一下！

一、原子模型

我们现在已经知道原子核周围环绕这一团概率云模式存在的电子，无休无止，除非温度达到绝对零度-273.15℃，但即使如此也仅仅是停止热运动，而在量子物理的视角中，电子的运动永不停息！

1803年时，道尔顿提出了原子是一颗不可分割的实心球理论，他认为这是我们世界中所有物质都是由这种不可分割的小实心球构成！尽管现在看起来似乎有些可笑，但那是现代微观粒子模型的第一步，已经难能可贵了！

而随后的汤姆逊模型-卢瑟福模型-波尔模型，越来越接近现代原子模型，一直到薛定谔的电子云模型，我们认识的电子清晰的轨道模型到模糊的电子轨道，到最后它的能量和位置不可能同时测定的量子力学模型！

二、电子的跃迁和泡利不相容原理

物质种类属性是由原子核中的质子数决定的，但它的部分化学属性却是有其核外电子所决定，不同物质的原子的核外电子分布是不一样的，它们都在不同的轨道上以概率云模式出现，请注意，电子尽管是以概率方式出现，但它只会出现在相应的能级附近！

而电子获得外界能量输入后，将会跃迁到更高的能级，但这不是它应该呆的地方，以能量最低原理，它会重新跌落到原来的轨道，在这个过程中，电子会释放出光子，这个过程就是我们这个世界中绝大部分能量来源的原理，比如大部分发光发热的行为都是电子的行为导致！

输入不同的能量，电子会释放出不同波长的光子，一直到极高能级的X射线！但在这个过程中，释放光子后的电子会跌落到原来的轨道上！那么这些跌落到一起进入原子核吗？完全不会，因为当前能级即最低能级的电子，它再也无法输出能量跌落到更低的轨道上，如果你想这么做，那么得输入能量！

而泡利不相容原理则从根本上杜绝了这个想法，两个全同的费米子（例如电子，夸克等）是不能处在相同的量子态的。也就是说电子它不可能无限接近，而成为一个位置与动量都可以测定的形态！这种由泡利不相容原理构成的斥力我们将其称为简并力，请注意它并不是我们所熟悉的四大基本力中的任何一种！

简单的说从电子轨道想原子核运动并不是跌落，而是一种需要极大能量支撑的“爬山”运动，这似乎和我们理解的宏观世界有点不一样？没错，这就是量子力学的世界。

三、原子核内的世界

1、质子+电子=中子？其实这个等式不成立哦

原子核内只有质子和中子，但这两种其实都可以通过电子和另一个途径来得到互相转换！不过这需要有个条件，比如质子获得一个电子会中和成中子，但它的总质量总是大于质子+电子的质量和！

质子的质量为1.672621637×10^-27千克,

中子的质量为1.674927211×10^-27千克

电子的质量为：9.10956×10^-31kg

1个中子的质量大约是一个质子+2.5个电子的质量，那么请问这多余的1.5个电子的质量来自哪里？幸亏爱因斯坦的质能方程解释了这个问题，否则事情就严重了，因为凭空产生了质量，但事实上并不是！

爱因斯坦的质能方程阐述的核心思想其实并不是质能转换，而是质量只是能量的另一种变现方式，当然能量也是质量的另一种表现方式！在这个中子质量增加这个案例中，是中子内部的束缚夸克的胶子能量增加，最终表现出来的中子整体质量！

上图为标准粒子模型，通过左上角的质量表达式可以计算出夸克的质量为多少，如果您注意这个值那么就会发现组成质子和中子的轻夸克质量很小，但质子和中子的质量却很大，质量来自哪里？就是夸克和夸克之间的结合能！

因此从这个意义上来理解，质子和电子结合是需要大量的能量的，这个能量最终让中子的质量增加，所以，这个角度上也不能理解电子是坠入质子的，而是需要大量的能量才能让电子爬上质子！

2、中子的衰变

脱离了原子和的自由中子是不稳定的，而质子是稳定的粒子，它会跃迁到后者，并释放出能量，这个过程会在15分钟内发生，最终衰变成一个质子、一个电子和一个反中微子，事实上这个过程也会在原子核内不的中子中发生，但时间上会更慢，而且这是一个随机性行为！

三、中子星

中子星是恒星的其中一个归宿，它的中子成因就是超过钱德拉塞卡极限的内核，引力坍缩时突破了电子简并压将电子压入了质子，与质子中和成了中子！而白矮星则是尚未超过钱德拉塞卡极限的恒星内核引力坍缩和电子简并压处在了某种平衡状态的天体！两者的差异就是外界输入的能量是否足够，在恒星坍缩时这个能量有内核质量的引力坍缩能提供！

中子星和传说中的夸克星，理论上夸克星是存在的，但从未被观测到过！

我国哪一年发展原子能的？

1955年。

1955年1月15日，党中央作出了发展我国原子能事业的战略决策，中国核工业就此发轫。从这一天开始，中国迈出了走向新兴核大国至关重要的第一步，揭开了我国核工业发展的历史篇章。

2020年1月15日，核工业创建65周年之际，记者从中核集团在京举行的“纪念核工业创建65周年”媒体见面会上获悉：从“两弹一艇”到“华龙一号”，65年来我国核工业从无到有、从小到大，实现了一系列自主重大跨越，构筑了完整的核工业体系，为世界清洁能源的发展提供中国方案，正向世界核工业强国迈进。

“两弹一艇”铸就新中国之盾

中国核工业，始终与祖国命运紧紧相连，是国家安全的重要基石。

历史不会忘记：1955年1月15日，毛泽东主持召开中共中央书记处扩大会议，作出发展中国原子能工业的战略决策。

历史不会忘记：国际形势风云突变，苏联政府撕毁了所有协定，撤走了专家，企图把中国核工业扼杀在摇篮里。党中央作出决策：自己动手，从头摸起，准备用8年时间搞出原子弹。1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸试验成功。

历史不会忘记：1967年6月，第一颗氢弹试验成功。从第一颗原子弹爆炸到第一颗氢弹试验成功，美国用了7年3个月，中国用了2年8个月。西方科学家评论：中国闪电般的进步，神话般不可思议。

历史不会忘记：1970年12月26日，中国自主研制的第一艘核潜艇成功下水。艇上零部件有4.6万个，需要的材料多达1300多种，没有用一颗外国螺丝钉。

65年来，我们独立自主研制成功了原子弹、氢弹、核潜艇，支撑起了中华民族自立的脊梁，铸就了共和国坚强的核盾牌。

开启和平利用原子能时代

1970年2月8日，周恩来总理指出：“二机部不能光是个爆炸部，还要发展核电。”新的号令发出，新的方向确立，从那时起，中国人开启了和平利用原子能时代。

1991年12月，我国自行设计建造的秦山30万千瓦核电站并网成功，结束了大陆无核电的历史。

1995年，秦山核电二期工程拉开帷幕，自行设计建造4台60万千瓦的压水堆核电机组。2002年陆续投入商业运行。

2008年，秦山核电站扩建工程方家山核电站动工，建造两台百万千瓦级的国产化压水堆机组。2014年，1号机组投入商业运行。2015年1月，2号机组并网发电。

2015年，中国自主三代核电“华龙一号”全球首堆——福清核电5号机组开工建设，预计2020年实现并网发电。

截至2019年年底，中国大陆地区在运核电机组47台，保持安全稳定运行，装机容量全球第三；在建核电机组11台，在建核电规模世界第一。在反应堆研发、核电站设计、设备制造、工程建设和运行管理等方面积累了大量的经验，部分领域已经达到了国际领先水平。核能已成为我国能源多元化供应体系的重要组成部分，为调整能源结构、建设美丽中国作出了积极贡献。

65年来，中国从未发生二级及以上核安全事件，核材料保持“一克不丢、一件不少”的安全纪录，在工业安全中保持着领先的地位，其经验和成果也为世界核工业发展作出了突出贡献。