Energetická hladina - energetická vlastní čísla kvantových systémů , to znamená systémů sestávajících z mikročástic ( elektronů , protonů a dalších elementárních částic ) a podléhajících zákonům kvantové mechaniky . Každá úroveň je charakterizována určitým stavem systému nebo podmnožinou těch v případě degenerace . Koncept je použitelný pro atomy ( elektronické úrovně ), molekuly ( různé úrovně odpovídající vibracím a rotacím - vibrační a rotační úrovně ), atomová jádra(hladiny intranukleární energie) atd.
Všechny kvantové stavy s energetickou hladinou převyšující energii základního stavu kvantového systému jsou popsány jako excitovaný stav .
V moderním pojetí orbitálního modelu atomu mohou mít elektrony v atomu pouze určité množství energie a mohou pouze přeskakovat z jedné energetické úrovně na druhou. Rozdíl mezi energetickými hladinami určuje frekvenci světelného kvanta uvolněného nebo absorbovaného při přechodu. Každá dvojice hodnot hlavního kvantového čísla n a orbitálního kvantového čísla l odpovídá určité úrovni energie, kterou může mít elektron.
Hlavní energetické hladiny atomu jsou sady atomových orbitalů , které mají stejné hodnoty hlavního kvantového čísla. Počet takových energetických hladin v atomu se rovná počtu period, ve kterých se nachází odpovídající chemický prvek . Například draslík je prvkem čtvrté periody , proto má jeho atom 4 hlavní energetické hladiny ( n = 4).
Každá hlavní energetická hladina v atomu je rozdělena do podúrovní (s-, p-, d-, f-, g-orbitaly), které odpovídají změnám v orbitálním kvantovém čísle. V dostatečně silných magnetických polích lze detekovat rozdělení těchto podúrovní do samostatných stavů odpovídajících různým hodnotám magnetického kvantového čísla .
Termín vznikl studiem radioaktivity . Záření se dělí na tři části: paprsky alfa , paprsky beta a paprsky gama . Studie ukázaly, že záření alfa je složeno z jader helia-4 (viz částice alfa ), záření beta je proud rychle se pohybujících elektronů a gama záření je druh elektromagnetického záření ( fotony ). Protože energie přechodů mezi různými elektronickými úrovněmi nestačí pro vznik gama paprsků, bylo jasné, že jejich zdroj je třeba hledat uvnitř atomového jádra: samotné jádro atomu může mít různé energetické úrovně, během přechodů mezi nimiž gama jsou vyzařovány paprsky. Gama záření rozšířilo spektrum známých elektromagnetických vln a všechny vlny kratší než 10 −3 nm se nazývají gama záření.