¿Tenemos control sobre lo que emite una transición de electrones: luz o calor?

Question

No conozco el modelo mecánico cuántico. Por lo tanto, me refiero sólo al modelo de Bohr del átomo.

Cualquier átomo emite energía cuando realiza la transición de un estado de excitación superior a un estado de excitación inferior. Ahora bien, algunas veces se dice que esta energía es energía luminosa y otras veces energía térmica.

Estoy confundido. ¿Qué decide que la energía emitida sea luz o calor?

¿Tenemos control sobre el tipo de energía que emite? Es decir, ¿puedo hacer que un átomo emita luz y no calor? o ¿calor y no luz? ¿Cuáles son los factores que influyen en esto?

EDITAR: Para aclarar la cuestión de qué es exactamente lo que quiero decir con el calor. Bueno, yo mismo no estoy muy seguro. Pensaba que el calor era simplemente calor. Esta pregunta surgió de mi pregunta anterior donde descubrí que en una bombilla de filamento el 98% de la energía se convierte en energía térmica y el resto en energía luminosa. Pero en las CFL, el 40% se convierte en luz y el resto en calor. Sé que esta conversión se debe a las transiciones de electrones. ¿Pero qué es lo que controla los componentes de luz y calor?

Answer 1

Los átomos no pueden emitir calor, porque el calor es una idea estadística. Lo que sí pueden hacer es emitir luz que es absorbida por un sólido, emitir luz que es estadísticamente aleatoria, porque no se conoce el estado original, y perder energía pateando electrones, que mecánicamente pierden energía en un cristal.

Answer 2

Por calor creo que te refieres a la radiación electromagnética en el infrarrojo. Por supuesto, ésta es otra forma de luz. La longitud de onda/frecuencia de la luz emitida está determinada por la energía del cambio de órbita del electrón.

Answer 3

En el ejemplo concreto de la bombilla, la corriente que pasa por el fino cable lo calienta hasta la incandescencia. Las moléculas que componen el cable cambian de estado energético al interactuar con los electrones de la corriente y emiten un espectro de radiación electromagnética comenzando por los infrarrojos hasta la luz visible en frecuencias.

del enlace: Por desgracia, el espectro emitido por un radiador de cuerpo negro no se ajusta a las características de sensibilidad del ojo humano. Los filamentos de tungsteno irradian sobre todo radiación infrarroja a temperaturas en las que permanecen sólidos (por debajo de 3683 kelvins / 3410 °C / 6.170 °F). Donald L. Klipstein lo explica de esta manera: "Un radiador térmico ideal produce luz visible de forma más eficiente a temperaturas de alrededor de 6300 °C (6600 K o 11.500 °F). Incluso a esta alta temperatura, gran parte de la radiación es infrarroja o ultravioleta, y la eficiencia luminosa teórica es de 95 lúmenes por vatio"[39] Ningún material conocido puede utilizarse como filamento a esta temperatura ideal, que es más caliente que la superficie del sol. Un límite superior de la eficacia luminosa de las lámparas incandescentes es de unos 52 lúmenes por vatio, el valor teórico emitido por el tungsteno en su punto de fusión[34].

Ahora lámparas fluorescentes no dependen de la incandescencia para emitir luz: Las CFL emiten luz a partir de una mezcla de fósforos dentro de la bombilla, cada uno de los cuales emite una banda de color. Los diseños modernos de fósforos equilibran el color de la luz emitida, la eficiencia energética y el coste. Cada fósforo extra que se añade a la mezcla de recubrimiento disminuye la eficiencia y aumenta el coste. Las CFL de consumo de buena calidad utilizan tres o cuatro fósforos para conseguir una luz "blanca" con un índice de reproducción cromática (IRC) de aproximadamente 80, donde el máximo 100 representa la apariencia de los colores bajo la luz del día o de un cuerpo negro (dependiendo de la temperatura de color correlativa).

La mezcla de fósforos en las lámparas fluorescentes exhibe el "control" que pides, el espectro está ponderado hacia la luz visible y no hacia la infrarroja como analiza el artículo del enlace.