Como funcionam?

Bohr teve que aceitar alguns princípios para desenvolver sua teoria. Será que eles ainda são apenas aceitos hoje em dia?

O primeiro postulado de Bohr diz que quando um elétron numa órbita de maior energia cai para uma órbita de menor energia, libera uma energia idual à diferença das energias do nível inicial e do nível final. Matemáticamente, E = E_i - E_f. Como E = hf, então hf = E_i - E_f, onde h = 6,626×10^-34J.s é a constante de Planck.

O Modelo de Bohr para o átomo se encontra representado no link Teoria de Bohr do Átomo de Hidrogênio. Aqui, no canto inferior direito da simulação se encontra a energia associada ao nível selecionado.

Conforme mostra a simulação acima, os níveis de energia do átomo são bem definidos. E como afirma o primeiro postulado de Bohr, quando o elétron sai de um nível de maior energia para um nível de menor energia, ele libera essa diferença de energia num fóton (o mesmo que radiação eletromagnética). Esse fóton liberado terá frequência f = (E_i - E_f)/h. Lembrando que c = λf é a velodicade de uma onda elétromagnética que se propaga no vácuo, podemos saber o comprimento de onda λ do fóton.

Ao fazer o processo descrito no parágrafo anterior, ou seja, ao fazer as transições eletrônicas entre os diversos níveis, para o átomo de Hidrogênio, é fácil de notar que os comprimentos de onda associados aos fótons liberados pelo H caem sempre dentro de seu espectro de emissão. O que constituiu um forte argumento a favor da teoria de Bohr, pois com ela é possível explicar as linhas de emissão e absorção estudadas no século XIX.

Desta maneira, podemos descrever com precisão o que acontece dentro do tubo de lâmpada fluorescente: um elétron acelerado interage com um átomo de Mercúrio, excitando-o, ou seja, tirando um elétron dos seus níveis mais internos para um nível mais externo. Quando um elétron do átomo excitado cai para aquele nível de energia que tinha ficado desocupado, é liberada energia, ou um fóton, cuja energia é a diferença das energias inicial e final do elétron que decaiu. Como esse elétron tem altas energias, o fóton liberado pelo Mercúrio se encontra, normalmente, na faixa do ultravioleta.

Aqui entra o pó de fósforo, que captura o fóton do ultravioleta e emite um fóton do visível. Perceba que os fótons emitidos pelo decaimento de elétrons nos átomos nem sempre serão do espectro visível.