Может ли атом водорода, находящийся на энергетическом уровне с квантовым числом n=2, поглотить фотон с энергией Еф=1.51

Лиса

53

Для решения данной задачи нам необходимо узнать, является ли энергия фотона достаточной для перехода атома водорода с энергетического уровня \( n = 2 \) на энергетический уровень \( m = 3 \).

Энергия фотона можно выразить с помощью формулы:

\[ E = \frac{{hc}}{{\lambda}} \]

Где \( h \) - постоянная Планка (\( 6.626 \times 10^{-34} \) Дж·с), \( c \) - скорость света (\( 3 \times 10^8 \) м/с), и \( \lambda \) - длина волны фотона. Для вычисления длины волны фотона, мы можем использовать формулу:

\[ \lambda = \frac{{c}}{{\nu}} \]

Где \( \nu \) - частота фотона, которую мы можем выразить с помощью формулы:

\[ \nu = \frac{{c}}{{\lambda}} \]

Теперь, используя данные задачи, мы можем вычислить частоту фотона:

\[ \nu = \frac{{c}}{{\lambda}} = \frac{{3 \times 10^8}}{{1.51 \times 1.6 \times 10^{-19}}} \]

Расчет этого значения даст нам частоту фотона, а значит, мы сможем вычислить энергию фотона:

\[ E = h \times \nu \]

Полученная энергия фотона будет в джоулях, поскольку исходные данные представлены в электрон-вольтах. Для перевода ее в электрон-вольты необходимо использовать соотношение:

\[ 1 \, \text{эВ} = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \]

Если энергия фотона будет больше энергии перехода между уровнями \( n = 2 \) и \( m = 3 \), то атом водорода сможет поглотить фотон и перейти на более высокий уровень энергии.

Следовательно, чтобы определить возможность поглощения фотона, мы должны сравнить энергию фотона с энергией перехода между данными энергетическими уровнями атома водорода.

Вычисляем частоту фотона:

\[ \nu = \frac{{3 \times 10^8}}{{1.51 \times 1.6 \times 10^{-19}}} \]

Подставляем полученное значение в формулу для расчета энергии фотона:

\[ E = 6.626 \times 10^{-34} \times \nu \]

После получения значения энергии фотона, сравниваем его с энергией перехода между уровнями \( n = 2 \) и \( m = 3 \). Если энергия фотона больше, то атом водорода сможет поглотить фотон и перейти на более высокий энергетический уровень. Если энергия фотона меньше, то такой переход невозможен.

Надеюсь, данное объяснение помогло вам понять, как решить данную задачу по физике! Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь обращаться. Удачи вам!