نظریه اتمی دستگاه دید در شب مادون قرمز

"نظریه اتمی دستگاه دید در شب مادون قرمز

اتم ها در حرکت ثابت هستند. آنها مدام ارتعاش، حرکت و چرخش دارند. حتی اتم هایی که صندلی های ما را تشکیل می دهند در حرکت دائمی هستند. اتم ها چندین حالت برانگیخته متفاوت دارند. به عبارت دیگر انرژی های متفاوتی دارند. اگر مقدار زیادی انرژی به یک اتم بدهیم، از سطح انرژی حالت پایه خارج شده و به سطح برانگیخته می رسد. سطح تحریک بستگی به این دارد که چه مقدار انرژی به صورت گرما، نور یا الکتریسیته به اتم ها اعمال می شود.

اتم ها از هسته (شامل پروتون و نوترون) و ابرهای الکترون تشکیل شده اند. می‌توانیم الکترون‌های ابر الکترونی را تصور کنیم که در مدارهای مختلف به دور هسته حرکت می‌کنند. مشاهده اوربیتال های گسسته الکترون ها هنوز امکان پذیر نیست، اما درک این اوربیتال ها با تصور آنها به عنوان سطوح انرژی مختلف اتم ها آسان تر است. به عبارت دیگر، اگر مقدار معینی انرژی حرارتی را به یک اتم اعمال کنیم، قابل پیش بینی است که برخی از الکترون ها در اوربیتال های کم انرژی به اوربیتال های پرانرژی، یعنی دورتر از هسته منتقل شوند.

پس از انتقال الکترون به مدار پرانرژی، همچنان باید در نهایت به حالت پایه بازگردد. در طی این فرآیند، الکترون ها انرژی را به شکل فوتون آزاد می کنند که نوعی ذره نور است. متوجه خواهید شد که اتم ها دائماً انرژی را به شکل فوتون آزاد می کنند. به عنوان مثال، وقتی بخاری در یک توستر به رنگ قرمز روشن در می‌آید، به این دلیل است که اتم‌ها از نظر حرارتی برانگیخته می‌شوند و فوتون‌های قرمز ساطع می‌کنند. یک الکترون در حالت برانگیخته دارای انرژی بالاتری نسبت به الکترون تحریک نشده است و به این دلیل است که الکترون مقداری انرژی را برای رسیدن به سطح برانگیخته جذب می کند که این انرژی را آزاد می کند تا به حالت پایه بازگردد. این انرژی به صورت فوتون (انرژی نور) آزاد می شود. فوتون های ساطع شده دارای طول موج (رنگ) خاصی هستند که به انرژی الکترون ها در زمان گسیل فوتون ها بستگی دارد.

عینک دید در شب

عینک دید در شب

هر موجود زنده ای مانند بسیاری از اجسام بی جان مانند موتورها و موشک ها انرژی مصرف می کند. مصرف انرژی باعث تولید گرما می شود. انرژی حرارتی به نوبه خود باعث می شود اتم های موجود در جسم فوتون هایی ساطع کنند که در طیف مادون قرمز حرارتی قرار می گیرند. هر چه جسم گرمتر باشد، طول موج فوتون های مادون قرمز ساطع شده کوتاهتر می شود. اگر جسمی بسیار داغ باشد، فوتون‌هایی که ساطع می‌کند حتی می‌توانند وارد طیف نور مرئی شوند که با نور قرمز شروع می‌شود، سپس نارنجی، زرد، سفید و تا آبی می‌رسد.»