Atomer og lys er en interaktiv 3D-simulation af atomers opbygning og det lys, atomer udsender og optager. Du bygger ethvert atom op af protoner, neutroner og elektroner og bruger så Bohrs atommodel til at forstå, hvorfor hvert grundstof kun handler i sit eget faste sæt af farver: en foton optages eller udsendes præcis, når dens energi passer til springet mellem to energiniveauer (E_foton = E_m − E_n). Den dækker nuklidnotation, energiniveauer, fotonens energi E = hf, emissions- og absorptionsspektre samt bølge-partikel-dualiteten i dobbeltspalteforsøget — emnet lys og atomer i gymnasiefysikken.
Bohrs atommodel siger, at et atoms elektroner kun kan ligge på faste energiniveauer (skaller), aldrig imellem niveauerne, og at en foton optages eller udsendes præcis når dens energi svarer til springet mellem to niveauer (E_foton = E_m − E_n). For hydrogen følger niveauerne E_n = −2,18 aJ/n², og derfor giver hvert grundstof sit eget karakteristiske sæt spektrallinjer.
En fotons energi er E = hf, hvor h ≈ 6,626 × 10⁻³⁴ J·s er Plancks konstant og f er frekvensen. Via c = fλ kan den også skrives E = hc/λ, så en højere frekvens (kortere bølgelængde) betyder en mere energirig, blålig foton.
Et emissionsspektrum er lyse linjer på en mørk baggrund og opstår, når en exciteret gas (høj temperatur, lavt tryk) udsender fotoner ved sine egne energispring; et absorptionsspektrum er mørke linjer i en kontinuert regnbue og opstår, når en kold gas fjerner de samme bølgelængder fra hvidt lys, der passerer igennem. De lyse emissionslinjer og de mørke absorptionslinjer for samme grundstof ligger ved præcis de samme bølgelængder — ét fingeraftryk set på to måder.
Balmer-linjerne er hydrogens synlige spektrallinjer, som opstår når elektroner falder ned til niveau n = 2: Hα 656 nm (rød), Hβ 486 nm (blågrøn) og Hγ 434 nm (violet). Det er den eneste hydrogenserie i synligt lys — spring ned til n = 1 (Lyman) er ultraviolette, og spring til n = 3 (Paschen) eller n = 4 (Brackett) er infrarøde.
Så snart en detektor registrerer vejen, kan de to veje ikke længere interferere, og det stribede mønster kollapser til to enkle klumper bag spalterne. Uden måling opfører hver enkelt partikel sig som en bølge, der går gennem begge spalter på én gang og bygger interferens op; kender man vejen, tvinges partikelagtig opførsel frem — kernen i bølge-partikel-dualiteten og kvantefysikkens måleproblem.