Электроны, которые непрочно удерживались ядром атома металла, освобождаются от него. Они становятся свободными, перестают быть спутниками ядра, членами его системы. Если скорость их достаточно велика, они побеждают притяжение электрических сил заряженных атомов и становятся свободными не только от своего «родного» атома, но и от всех атомов металла.
Как получить такие быстрые электроны? Что может заставить электроны покинуть металл?
Нагрев, высокая температура.
Теплота — это движение, и чем больше нагрет металл, тем быстрее двигаются его частицы, атомы и электроны.
Сначала немного, а потом все больше электронов срывается с поверхности. Возникает поток электронов, лавина электрических частиц.
Они невидимы, но дают знать о себе. Бомбардируя экран, покрытый слоем сернистого цинка, они заставляют его светиться. На светлом фоне экрана со слоем хлористого калия под ударами электронов появляются темные пятна.
Впрочем, так будет при одном условии: если электроны полетят в пустоте. В плотном воздухе или газе им не удастся добраться до экрана — движению помешают встречные газовые частички. И потому раскаленный металл — источник электронов — помещают в баллон, из которого выкачан воздух. Если в баллоне еще остается разреженный газ, то электронная лавина бомбардирует атомы газа.
Бомбардировка эта производит переполох в атомном мире. В него-ворвалась заряженная частица — быстро летящий электрон. Конечно, попасть в ядро такому электрону невозможно, его энергии недостаточно, чтобы прорваться к сердцу атома. Но тем не менее, в атоме происходят крупные события.
Влетевший электрон принес энергию. Это не может не отразиться на состоянии атома. Он возмущен вмешательством. Ведь там, в атомном мире, существует строгий порядок. По вполне определенным путям — орбитам — и только по ним разрешается двигаться вокруг ядра его спутникам-электронам. Однако они могут перескакивать с одной орбиты на другую. Энергия, принесенная извне, и помогает им это сделать.
Но даром такой прыжок для атома не проходит, ибо каждый электрон обладает совершенно определенной энергией, своей для каждой орбиты. И прыжок электрона на другую орбиту сопровождается изменением его энергии: излишек ее должен уйти. Он и уходит в виде излучения, света. Потрясенный, как говорят физики, возбужденный, атом испускает свет. Он стремится вернуться к прежней, «спокойной» жизни. Свечение атома сигнализирует нам об этих потрясениях.