Untuk partikel dalam wadah dimensi makroskopik, pemisahan tingkat energi translasi sangat kecil sehingga untuk semua tujuan praktis gerakan translasinya tidak terkuantisasi.
Pemisahan antara tingkat energi kecil untuk gerakan rotasi molekul, lebih besar untuk gerakan getaran, dan bahkan lebih besar untuk energi elektron dalam atom dan molekul.
Hal lain dalam hal ini yang harus dipertimbangkan adalah bahwa keadaan fisik dapat sesuai dengan tingkat energi tertentu. Sebagai contoh, sebuah molekul dapat berotasi dalam satu bidang pada tingkat energi tertentu, tetapi mungkin juga dapat berotasi pada bidang yang berbeda dengan energi yang sama, setiap orientasi gerak putar yang berbeda sesuai dengan keadaan rotasi molekul yang berbeda.
Jumlah keadaan tertentu yang termasuk dalam tingkat energi disebut degenerasi. Jika hanya ada satu keadaan gerak yang sesuai dengan energi tertentu, maka tingkat itu dikatakan tidak merosot.
Energi Medan Elektromagnetik
Medan elektromagnetik adalah gangguan listrik dan magnet berosilasi yang merambat sebagai gelombang di ruang kosong. Gelombang perjalanan pada kecepatan konstan disebut “kecepatan cahaya”, c , qe adalah sekitar 3 x 10 8 ms -2 .
Seperti namanya, medan elektromagnetik memiliki dua komponen, medan listrik yang bekerja pada muatan partikel (baik musiman dan bergerak) adalah medan elektromagnetik yang hanya bekerja pada partikel bermuatan yang bergerak.
Medan elektromagnetik diwakili oleh panjang gelombang, yang disebut lambda, yang merupakan jarak antara puncak gelombang yang berdekatan dan frekuensinya, atau , yang merupakan jumlah kali per detik di mana dispersinya pada titik tertentu kembali ke nilai aslinya ( frekuensi diukur dalam hertz dan 1 Hertz = 1 s -1 .
Panjang dan frekuensi gelombang dihubungkan dengan persamaan hni = c . Jadi, semakin pendek panjang gelombang, semakin tinggi frekuensinya. Karakteristik gelombang juga dilaporkan, memberikan gambarannya untuk gelombang radiasi, di mana:
Kuantitas gelombang dapat digambarkan sebagai bilangan bulat dari panjang gelombang dalam interval panjang fisik tertentu.
Nilai gelombang biasanya direpresentasikan sebagai cm timbal balik (cm -1 ); jadi nilai gelombang 5 cm -1 menunjukkan kepada kita bahwa 5 panjang gelombang ditemukan secara penuh dalam satu sentimeter.
Penting untuk disadari bahwa korelasi E = hv dan v = cv ‘ dapat dicampur untuk mengubah energi menjadi nilai gelombang.
Mekanika kuantum menambahkan deskripsi gelombang radiasi elektromagnetik ini dengan memperkenalkan konsep paket dengan perilaku partikel energi elektromagnetik yang disebut foton.
Intensitas radiasi ditentukan oleh jumlah foton dalam berkas: berkas intens memiliki sejumlah besar foton, berkas lemah memiliki sejumlah kecil foton; Sebuah lampu dengan daya 100 Watt (1 watt = 1 Js -1 ) menghasilkan sekitar 1019 foton per detik, tetapi meskipun demikian, dibutuhkan waktu berjam-jam untuk menghasilkan satu mol foton.
Energi setiap foton ditentukan oleh satuan frekuensinya menurut persamaan E = hni .
Korelasi ini menunjukkan bahwa foton radiasi gelombang mikro memiliki energi yang lebih rendah daripada foton cahaya tampak (yang terdiri dari panjang gelombang dengan nilai yang lebih rendah dan frekuensi yang lebih tinggi). Ini juga menyiratkan bahwa energi foton cahaya tampak meningkat ketika cahaya berubah menjadi merah (panjang gelombang panjang) dan ungu (panjang gelombang pendek).