원자의 빛 흡수와 방출

원자의 에너지 준위

원자는 원자핵과 원자핵 주위를 회전하는 전자로 구성되어 있습니다. 보어의 원자 모형에서 전자는 에너지(주로 빛 에너지)를 받아 위치를 바꿀 수 있습니다. 그런데 특이한 점은 전자들이 특별한 위치에만 머물 수 있다는 것입니다.

원자의 빛 흡수와 방출

원자는 들어온 에너지를 흡수하고 주변에 그 에너지를 다시 방출하는데, 다음의 순서를 따릅니다.

1. 낮은 준위에 있는 전자들은 빛에너지를 흡수하여 높은 상태로 들뜰 수 있습니다.
2. 적당한 빛에너지를 받아 에너지가 증가한 전자들은 높은 준위로 올라섭니다.
3. 높은 준위로 올라선 전자들은 대체로 오래 버티지 못하고(약10억분의 1초) 원래의 자리로 내려오며, 이때 흡수했던 빛에너지를 다시 방출합니다.

전자가 에너지 준위 사이를 이동하는데 걸리는 시간은 매우 짧습니다. 매우 짧은 시간에 순간적으로 에너지 준위를 이동하기 때문에 이를 '양자 도약'이라고 부릅니다.

굴절률이 큰 물체에서 빛이 느린 이유를 양자적으로 설명하면?

유리에 입사된 빛은 분자에 진동을 일으켜 연속적으로 흡수와 재방출을 반복합니다.

빛은 이런 식으로 물질을 통과하여 반대편으로 진행합니다.
흡수와 재방출 사이의 시간지연으로 인해 빛은 유리에서 느리게 진행합니다.