Enerjisi atomu uyarmaya yetmeyen fotonlara ne olur?

Kuantum mekaniğinde esneklik yoktur, doğanın son derece katı bir muhasebe sistemi vardır. Eğer gelen fotonun enerjisi, elektronu bir üst enerji seviyesine sıçratacak o spesifik değere (enerji farkına) tam olarak eşit değilse, atom bu fotonu yutmaz. Foton enerjisini "kısmen" veremeyeceği için, ya hiçbir şey olmamış gibi atomun içinden geçip gider (buna transmisyon diyoruz) ya da enerjisini kaybetmeden sadece yön değiştirerek seker (Rayleigh saçılması).

Yani evet, çoğunlukla etkileşmeden yola devam ederler. Camın saydam olmasının sebebi tam olarak budur. Camı oluşturan atomların elektronlarını uyarmak için gereken enerji, görünür ışık fotonlarının enerjisinden yüksektir. Fotonlar iş yapamadıkları için camın içinden transit geçerler. "Verimi sıfır" bir etkileşimdir anlayacağın. Elektronu koparacak veya üst seviyeye taşıyacak bütçen yoksa, atom seni muhatap almaz.

Fakat işin saha ve termodinamik tarafına gelirsek, o düşük enerjili fotonlar sistemde tamamen etkisiz eleman değildir. Elektronları tekil olarak uyaramasalar bile, ortamda bir molekül yapısı veya kristal kafes varsa, bu fotonlar (özellikle kızılötesi bölgedekiler) bütün molekülü titreştirmeye başlar ve bu enerji ısıya dönüşür. Biz güneş panellerini tasarlarken tam olarak bu yüzden kafayı yeriz. Enerjisi malzemenin bant aralığına yetmeyen fotonlar, elektrik üretimine zerre katkı sağlamaz ama koca paneli ısıtırlar. Panel ısındıkça da hücrenin termodinamik verimi yerlere düşer, hesabı kitabı baştan yapmak zorunda kalırsın. Kısacası elektronu uyaramayan o işsiz fotonlar, günün sonunda mühendisin başına sadece ısıl yük ve verim kaybı olarak bela olur.