¿Cuántos fotones puede emitir un átomo de hidrógeno cuando sufre una transición de nivel de energía?

Teóricamente puede haber infinidad de tipos, generalmente se considera que son cinco niveles de energía. Según E=hv de Planck, donde E puede representar la diferencia de niveles de energía, H es la constante de Planck y V es la frecuencia de los fotones, se puede deducir que existen 15 tipos.

La transición es un proceso en el que el estado de un sistema mecánico cuántico cambia drásticamente. El proceso en el que los átomos emiten (absorben) fotones desde un estado de alta (baja) energía a un estado de baja (alta) energía bajo la irradiación de luz es una transición cuántica típica. Incluso si no están iluminados por luz, los átomos excitados pueden pasar a un estado de menor energía y emitir fotones (emisión espontánea) bajo la acción de fluctuaciones de campo cero en el vacío. Además de los procesos de radiación, a las transiciones cuánticas también pertenecen otros procesos de dispersión y de desintegración.

La transición cuántica es un proceso probabilístico, que es la característica básica de las leyes cuánticas. Tomando como ejemplo las transiciones de niveles de energía atómica, es imposible predecir cuándo realizará la transición un átomo. Algunas transiciones atómicas pueden ocurrir temprano y otras pueden ocurrir tarde. Por lo tanto, la vida útil de los átomos en estado excitado no es uniforme, sino durante un tiempo. gran cantidad de átomos, el estado excitado. La vida útil promedio se determina y puede medirse experimentalmente y calcularse teóricamente. La tasa de transición cuántica está relacionada con la interacción entre sistemas y estados antes y después de la transición, y obedece a ciertas leyes de conservación. Las reglas de selección seguidas por las transiciones de niveles de energía atómica son el resultado de la conservación del momento angular y la conservación de la paridad.

Los cambios de estado cuántico de las partículas microscópicas incluyen desde un estado de alta energía a un estado de baja energía, y desde un estado de baja energía a un estado de alta energía. Cuando una partícula adquiere una energía de excitación equivalente a la diferencia entre dos niveles de energía debido al calentamiento, colisión o radiación, pasará del estado inicial de menor energía al estado excitado de mayor energía, pero es inestable y tiene tendencia a regresar espontáneamente a estado estable. Una vez liberada la energía correspondiente, las partículas vuelven automáticamente a su estado original. Estos comportamientos se denominan transiciones y obedecen a estrictas reglas cuánticas. La energía que absorbe o emite es un múltiplo entero de h. Si se expresa en forma de luz provocará la separación de líneas espectrales.