Die Atomtheorie des Nachtsehens
Atome sind in ständiger Bewegung. Sie vibrieren, bewegen und drehen sich ständig. Auch die Atome, aus denen unsere Stühle bestehen, sind ständig in Bewegung. Atome haben mehrere verschiedene angeregte Zustände. Mit anderen Worten, sie haben unterschiedliche Energien. Wenn wir einem Atom eine große Energiemenge zuführen, bewegt es sich aus dem Energieniveau des Grundzustands auf ein angeregtes Niveau. Die Höhe der Anregung hängt von der Energiemenge ab, die dem Atom in Form von Wärme, Licht oder Elektrizität zugeführt wird.
Ein Atom besteht aus einem Kern (einschließlich Protonen und Neutronen) und einer Elektronenwolke. Wir können uns vorstellen, dass sich die Elektronen in der Elektronenwolke auf verschiedenen Bahnen um den Kern bewegen. Es ist noch nicht möglich, die diskreten Orbitale von Elektronen zu beobachten, aber es ist einfacher, diese Orbitale zu verstehen, wenn man sie sich als unterschiedliche Energieniveaus von Atomen vorstellt. Mit anderen Worten, wenn wir einem Atom eine bestimmte Menge thermischer Energie zuführen, ist vorhersehbar, dass einige der Elektronen in Orbitalen mit niedrigerer Energie in Orbitale mit höherer Energie, dh weiter vom Kern entfernt, übertragen werden.
Nachdem Elektronen in hochenergetische Umlaufbahnen überführt wurden, müssen sie schließlich immer noch in den Grundzustand zurückkehren. Dabei setzen die Elektronen Energie in Form von Photonen (Lichtteilchen) frei. Sie sehen, Atome setzen ständig Energie in Form von Photonen frei. Wenn zum Beispiel die Heizung in einem Toaster hellrot wird, liegt das daran, dass Atome durch Hitze angeregt werden und rote Photonen emittieren. Ein Elektron in einem angeregten Zustand hat eine höhere Energie als ein nicht angeregtes Elektron, und da das Elektron etwas Energie absorbiert hat, um das angeregte Niveau zu erreichen, setzt es diese Energie frei, um in den Grundzustand zurückzukehren. Diese Energie wird in Form von Photonen (Lichtenergie) freigesetzt. Die emittierten Photonen haben eine bestimmte Wellenlänge (Farbe), abhängig von der Energie des Elektrons, wenn das Photon freigesetzt wird.
Jedes Lebewesen verbraucht Energie, ebenso wie viele unbelebte Objekte wie Triebwerke und Raketen. Energieverbrauch erzeugt Wärme. Die thermische Energie wiederum bewirkt, dass die Atome im Objekt Photonen im thermischen Infrarotspektrum emittieren. Je heißer das Objekt ist, desto kürzer ist die Wellenlänge der emittierten Infrarot-Photonen. Wenn die Temperatur des Objekts sehr hoch ist, können die von ihm emittierten Photonen sogar in das sichtbare Lichtspektrum eintreten, beginnend mit rotem Licht, dann orangem Licht, gelbem Licht, weißem Licht und schließlich blauem Licht.
