第5章放射とスペクトルRadiation and Spectra

Atoms consist of a nucleus containing one or more positively charged protons. All atoms except hydrogen can also contain one or more neutrons in the nucleus. Negatively charged electrons orbit the nucleus. The number of protons defines an element (hydrogen has one proton, helium has two, and so on) of the atom. Nuclei with the same number of protons but different numbers of neutrons are different isotopes of the same element. In the Bohr model of the atom, electrons on permitted orbits (or energy levels) don’t give off any electromagnetic radiation. But when electrons go from lower levels to higher ones, they must absorb a photon of just the right energy, and when they go from higher levels to lower ones, they give off a photon of just the right energy. The energy of a photon is connected to the frequency of the electromagnetic wave it represents by Planck’s formula, E = hf.

原子には、正に帯電した1個以上の陽子を含む原子核がある。水素を除くすべての原子は、原子核に1個以上の中性子を含むこともできる。負に帯電した電子が、原子核の周りを回る。陽子の数によって、その原子の元素が決まる。水素なら1個、ヘリウムなら2個、という具合である。陽子の数が同じで中性子の数が違う原子核は、同じ元素の異なる同位体である。ボーアの原子モデルでは、許された軌道、すなわちエネルギー準位にある電子は、電磁放射を一切出さない。しかし電子が低い準位から高い準位へ行くときには、ちょうど合うエネルギーの光子を吸収しなければならない。逆に、高い準位から低い準位へ行くときには、ちょうど合うエネルギーの光子を放出する。光子のエネルギーは、その光子が対応する電磁波の振動数と、プランクの式E = hfで結びついている。