Какова частота света, излучаемого атомом Ne при переходе из возбужденного состояния в основное?

Valentinovna

52

Что за задача интересная! Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся некоторые знания о физике и свете. Давайте разберемся вместе!

Когда атом Ne переходит из возбужденного состояния в основное, он излучает свет. Частота этого света мы и хотим определить. Для этого нам понадобится использовать формулу связи между энергией света и его частотой.

Формула, которую мы можем использовать здесь, называется формулой Планка-Эйнштейна:

\[E = h \cdot \nu\]

где \(E\) - энергия фотона света, \(h\) - постоянная Планка, равная приблизительно \(6.626 \times 10^{-34}\) Дж*с, и \(\nu\) - частота света.

Теперь нам нужно найти энергию фотона для перехода от возбужденного состояния к основному состоянию атома Ne. Для этого мы можем воспользоваться формулой Ридберга:

\[\Delta E = Rh \left(\frac{1}{n_1^2} - \frac{1}{n_2^2}\right)\]

где \(\Delta E\) - изменение энергии, \(R\) - постоянная Ридберга, равная приблизительно \(2.18 \times 10^{-18}\) Дж, \(n_1\) и \(n_2\) - главные квантовые числа для начального и конечного состояний соответственно.

В данной задаче нам известно, что атом Ne переходит из возбужденного состояния (где \(n_1=3\)) в основное состояние (где \(n_2=2\)), поэтому мы можем подставить значения в формулу Ридберга и рассчитать изменение энергии \(\Delta E\).

\[\Delta E = R h \left(\frac{1}{3^2} - \frac{1}{2^2}\right)\]

Теперь, когда мы знаем значение изменения энергии \(\Delta E\), мы можем использовать формулу Планка-Эйнштейна для определения частоты света:

\[\Delta E = h \cdot \nu\]

\[\nu = \frac{\Delta E}{h}\]

Подставляя значение \(\Delta E\) и \(h\), получаем:

\[\nu = \frac{R h \left(\frac{1}{3^2} - \frac{1}{2^2}\right)}{h}\]

Упрощая выражение, получаем:

\[\nu = R \left(\frac{1}{3^2} - \frac{1}{2^2}\right)\]

Теперь, когда у нас есть выражение для частоты света, можно вычислить её, подставив значение постоянной Ридберга \(R\).

\[\nu = 2.18 \times 10^{-18} \left(\frac{1}{9} - \frac{1}{4}\right)\]

Выполняя вычисления, получаем:

\[\nu = 2.18 \times 10^{-18} \left(\frac{4-9}{36}\right)\]

\[\nu = 2.18 \times 10^{-18} \left(\frac{-5}{36}\right)\]

\[\nu = -3.02 \times 10^{-19}\]

Таким образом, частота света, излучаемого атомом Ne при переходе из возбужденного состояния в основное, равна \(-3.02 \times 10^{-19}\) Гц.

Я надеюсь, что ответ был понятен и полезен для вас! Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я всегда готов помочь!