Espectroscopía y el modelo atómico de Bohr

Líneas espectrales y niveles de energía

Un gas excitado emite luz solo en ciertas longitudes de onda, formando un espectro de líneas característico de cada elemento. Bohr (1913) lo explicó para el hidrógeno: el electrón solo puede ocupar órbitas con energías definidas, E_n = −13.6 ÷ n² eV, y emite un fotón cuando pasa de un nivel superior a uno inferior, con energía igual a la diferencia: E_fotón = E_i − E_f.

Ejemplo. En la transición de n = 3 a n = 2: ΔE = 13.6 × (1 ÷ 4 − 1 ÷ 9) = 1.89 eV. La longitud de onda es λ = 1 240 eV·nm ÷ 1.89 eV ≈ 656 nm, la línea roja del hidrógeno. La energía de ionización, de n = 1 al infinito, es 13.6 eV. La espectroscopía permite identificar los elementos de las estrellas a partir de su luz.

Error típico. Pensar que el electrón absorbe o emite energía mientras permanece en su órbita. La emisión ocurre solo en el salto entre niveles, y la absorción exige un fotón con la energía exacta de la diferencia; si no coincide, el átomo no lo absorbe.