原子能级跃迁模拟器
探索霓虹灯由于电子“跳台阶”而发光发热的量子力学本质，揭开遥远恒星元素构成的神秘面纱。
关于此模拟
- What
- 物理互动模拟 — 原子能级跃迁模拟器
- Who
- 适用高中与大学理科学习。
- How
- 浏览器直开，拖拽调节参数，实时观察变化。
更新于 2026-03-22
核心概念
能量量子化 ($E_n$)
原子中的电子不能随意处在任何位置，它们只能待在特定的一系列“能量台阶”（能级）上，最低的也就是最稳定的一层叫基态 ($n=1$)。
光子发射 ($h\nu=\Delta E$)
当电子自发地从高能级“跌落”回低能级时，多余的能量无处安放，就会以释放一个光子（一份光能）的形式向外辐射。
线状光谱 (Spectral Lines)
由于每个元素的能级差都是固定且独一无二的，因此它们跃迁发出的光颜色（频率）也是固定的极细线，就像是原子的“指纹条形码”。
神奇的量子台阶
几个世纪以来，科学家一直无法理解为什么加热不同的气体时，总是发出特定颜色的纯光，而不是像太阳那样的连续彩虹。玻尔提出的原子量子模型完美解答了这个谜题。
在这个模拟器中，你掌控着氢原子中唯一的那颗电子。你可以手动将它“拽”到高处的激发态（$n>1$），这在现实中相当于原子吸收了热能或电能。但是高处不胜寒，电子最终会自发地掉下来。
试着把电子从高层扔到低层！能量的差值（$\Delta E$）瞬间化为了光子飞出。当你把它扔到 $n=2$ 层时，刚好能发出五彩斑斓的可见光（巴耳末系）；如果直接砸到最底层的 $n=1$，由于落差太大，发出的将是我们肉眼看不见的强紫外线。