1: Найдите размер второй орбиты электрона в атоме водорода и энергию, которую электрон имеет на этой орбите. 2: Если

Тема: Атомная структура

Пояснение: Атомная структура Вселенной демонстрирует, как электроны движутся по орбитам вокруг ядра. В модели атома водорода применяется квантовая механика. Каждая орбита имеет определенный размер и энергию. Радиус второй орбиты электрона в атоме водорода можно найти, используя формулу Бора:

\[r = \frac{{4\pi\varepsilon_0 \cdot n^2 \cdot \hbar^2}}{{m_e \cdot e^2}}\]

где r - радиус орбиты, n - главное квантовое число (в данном случае равно 2), e - элементарный заряд, \(\varepsilon_0\) - электрическая постоянная, \(\hbar\) - пониженная постоянная Планка, \(m_e\) - масса электрона.

Энергия электрона на второй орбите определяется формулой:

\[E = -\frac{{m_e \cdot e^4}}{{32\pi^2\varepsilon_0^2\hbar^2}} \cdot \frac{1}{{n^2}}\]

Энергия равна отрицательному значению, так как электрон находится на отрицательной энергетической уровне.

Частоту излучения фотона можно найти с помощью формулы Планка-Эйнштейна:

\[E = h \cdot f\]

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота излучения фотона.

Пример использования:
1: Чтобы найти размер второй орбиты электрона в атоме водорода и энергию, которую электрон имеет на этой орбите, мы используем формулы:

\[r = \frac{{4\pi\varepsilon_0 \cdot 2^2 \cdot \hbar^2}}{{m_e \cdot e^2}}\]

и

\[E = -\frac{{m_e \cdot e^4}}{{32\pi^2\varepsilon_0^2\hbar^2}} \cdot \frac{1}{{2^2}}\]

2: Если электрон в атоме водорода переместился с третьей орбиты на вторую, мы можем найти частоту излучения фотона, используя формулу:

\[E = h \cdot f\]

Совет: Изучение атомной структуры требует понимания основ квантовой механики и электромагнетизма. Практикуйтесь в использовании формул и проведении подсчетов, чтобы лучше понимать взаимосвязь между различными характеристиками атома.

Задание для закрепления: Найдите размер третьей орбиты электрона в атоме водорода и энергию, которую электрон имеет на этой орбите. (Константы: \(\varepsilon_0 \approx 8.854 \cdot 10^{-12} \, \text{Ф/м}\), \(\hbar \approx 1.055 \cdot 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}\), \(m_e \approx 9.109 \cdot 10^{-31} \, \text{кг}\), \(e \approx 1.602 \cdot 10^{-19} \, \text{Кл}\), \(h \approx 6.626 \cdot 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}\))