a) Представьте переходы на диаграмме энергетических состояний атома водорода при облучении его монохроматическим

Тема урока: Диаграмма энергетических состояний атома водорода

Описание:
а) Диаграмма энергетических состояний атома водорода позволяет наглядно представить переходы электронов на различные орбиты в результате взаимодействия с монохроматическим светом. На диаграмме горизонтальные линии представляют энергетические уровни атома, а вертикальные стрелки показывают переходы электронов между этими уровнями. При облучении атома водорода монохроматическим светом происходят переходы электронов на более высокие энергетические уровни (более удаленные орбиты) или обратно на более низкие уровни (ближние орбиты).

б) Длина волны излучения при облучении атома водорода можно определить с использованием формулы:

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

где E - изменение энергии, h - постоянная Планка (6,626 x 10^(-34) Дж∙с), c - скорость света (3 x 10^8 м/с), а λ - длина волны излучения. В данной задаче энергия увеличилась на 3 • 10^(-19) Дж, поэтому мы можем решить уравнение для λ:

\[3 • 10^(-19) = \frac{{6,626 x 10^(-34) × 3 x 10^8}}{{\lambda}}\]

Отсюда находим, что λ ≈ 6,217 x 10^(-7) метров.

в) Частота излучения света связана с его длиной волны формулой:

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

При переходе электрона с третьей орбиты на вторую и со второй орбиты на первую, изменяются длины волн излучения. Однако, так как обе длины волн зависят от постоянных h и c, отношение их частот можно выразить следующим образом:

\[\frac{{v_1}}{{v_2}} = \frac{{\lambda_2}}{{\lambda_1}}\]

где v1 и v2 - частоты излучения света при соответствующих переходах, λ1 и λ2 - длины волн соответствующего излучения. Ответ на вопрос можно получить вычислив это отношение.

Дополнительный материал:
а) На диаграмме энергетических состояний атома водорода при облучении монохроматическим светом стрелки указывают на переходы электронов между различными энергетическими уровнями.
б) Длина волны излучения при облучении атома водорода, если его энергия увеличилась на 3 • 10^(-19) Дж, составляет примерно 6,217 x 10^(-7) метров.
в) Частота излучения при переходе электрона с третьей орбиты на вторую отличается от частоты излучения при переходе со второй орбиты на первую в определенное отношение, которое можно получить вычислив λ2/λ1.

Совет:
Чтобы лучше понять диаграмму энергетических состояний атома водорода, обратите внимание на соотношение между переходами электронов на различные орбиты и энергетическими уровнями атома.

Задание:
Перед вами диаграмма энергетических состояний атома водорода при облучении монохроматическим светом. Объясните, какие переходы электронов произойдут при облучении атома светом с определенной длиной волны.