De atoomtheorie van nachtzicht
Atomen zijn voortdurend in beweging. Ze trillen, bewegen en draaien constant. Zelfs de atomen waaruit onze stoelen bestaan, zijn constant in beweging. Atomen hebben verschillende aangeslagen toestanden. Met andere woorden, ze hebben verschillende energieën. Als we een grote hoeveelheid energie aan een atoom geven, gaat het van het energieniveau van de grondtoestand naar een geëxciteerd niveau. Het niveau van excitatie hangt af van de hoeveelheid energie die op het atoom wordt toegepast in de vorm van warmte, licht of elektriciteit.
Een atoom is opgebouwd uit een kern (inclusief protonen en neutronen) en een wolk van elektronen. We kunnen ons voorstellen dat de elektronen in de elektronenwolk in verschillende banen rond de kern bewegen. Het is nog niet mogelijk om de afzonderlijke orbitalen van elektronen waar te nemen, maar het is gemakkelijker om deze orbitalen te begrijpen door ze te beschouwen als verschillende energieniveaus van atomen. Met andere woorden, als we een bepaalde hoeveelheid thermische energie op een atoom toepassen, is het voorspelbaar dat sommige elektronen in orbitalen met lagere energie worden overgebracht naar orbitalen met hogere energie, dwz verder weg van de kern.
Nadat elektronen zijn overgebracht naar banen met hoge energie, moeten ze uiteindelijk nog steeds terugkeren naar de grondtoestand. Daarbij geven de elektronen energie vrij in de vorm van fotonen (lichtdeeltjes). Zie je, atomen geven constant energie af in de vorm van fotonen. Wanneer bijvoorbeeld de verwarming in een broodroosteroven felrood wordt, komt dat omdat atomen worden geëxciteerd door warmte en rode fotonen uitzenden. Een elektron in een aangeslagen toestand heeft een hogere energie dan een niet-aangeslagen elektron, en omdat het elektron wat energie heeft geabsorbeerd om het aangeslagen niveau te bereiken, geeft het deze energie vrij om terug te keren naar de grondtoestand. Deze energie komt vrij in de vorm van fotonen (lichtenergie). De uitgezonden fotonen hebben een bepaalde golflengte (kleur), afhankelijk van de energie van het elektron op het moment dat het foton wordt losgelaten.
Elk levend wezen verbruikt energie, net als veel levenloze objecten, zoals motoren en raketten. Energieverbruik genereert warmte. De thermische energie zorgt er op zijn beurt voor dat de atomen in het object fotonen uitzenden in het thermisch infraroodspectrum. Hoe heter het object, hoe korter de golflengte van de uitgezonden infraroodfotonen. Als de temperatuur van het object erg hoog is, kunnen de fotonen die het uitzendt zelfs het zichtbare lichtspectrum binnendringen, te beginnen met rood licht, dan oranje licht, geel licht, wit licht en ten slotte blauw licht.
