안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
바닥상태 원자의 전자가 외부에서 에너지를 흡수하면, 더 높은 에너지 준위의 오비탈로 이동하면서 들뜬상태로 변하게 됩니다. 이와 관련하여 설명해 드릴게요.
바닥상태는 원자 내 전자들이 에너지 준위가 가장 낮은 오비탈부터 차례대로 채워져, 원자 전체가 가장 안정하고 에너지 상태가 가장 낮은 상태입니다. 들뜬상태는 바닥상태에 있던 전자가 빛, 열, 전기 등의 형태로 외부 에너지를 흡수하여 더 높은 에너지 준위의 오비탈로 전이된 불안정한 상태입니다.
전자가 들뜬상태로 가기 위해 에너지를 흡수할 때는 원자 내부 전자들이 존재할 수 있는 오비탈의 에너지 준위는 연속적이지 않고 불연속적입니다. 전자는 아무 에너지가 아니라, 현재 오비탈과 이동하려는 오비탈 간의 에너지 차이와 정확히 일치하는 에너지만 선택적으로 흡수합니다. 이 때문에 기체 상태의 원자에 연속적인 빛을 쬐어주면 특정 파장의 빛만 흡수되는 선 흡수 스펙트럼이 나타납니다.
들뜬상태는 에너지가 높고 매우 불안정하기 때문에, 전자는 보통 아주 짧은 시간 동안만 머물다가 다시 에너지를 방출하면서 상대적으로 안정된 상태로 돌아옵니다. 이때 두 에너지 준위의 차이만큼 빛 형태로 에너지를 방출하게 됩니다.