Какая была скорость атома водорода перед тем, как он излучил фотон с наименьшей возможной длиной волны? Ответ округлите

Тема занятия: Скорость атома водорода перед излучением фотона

Описание: Перед тем, как атом водорода излучает фотон, необходимо учесть физические законы и формулы, связанные с этим процессом.

Одним из главных законов, описывающих излучение фотонов, является закон сохранения энергии. Фотон излучается атомом водорода при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий. Разность энергий между уровнями определяет энергию фотона и связана с его длиной волны.

Существует формула, позволяющая вычислить энергию фотона:
E = h * f,
где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6,62607015 * 10^-34 Дж * с), f - частота фотона.

С другой стороны, энергия фотона связана с его длиной волны следующим образом:
E = h * c / λ,
где λ - длина волны фотона, c - скорость света (3 * 10^8 м/с).

Наименьшая возможная длина волны называется длиной волны Лаймана и составляет примерно 91,18 нм.

Используя эти формулы и данные, можно определить энергию фотона с наименьшей возможной длиной волны и затем рассчитать скорость атома водорода до излучения фотона.

Доп. материал: Вычислим энергию фотона с длиной волны 91,18 нм

E = (6,62607015 * 10^-34) * (3 * 10^8) / (91,18 * 10^-9) ≈ 2,18 * 10^-18 Дж

Теперь, чтобы найти скорость атома водорода перед излучением, мы можем использовать другую формулу для энергии фотона:

E = (1/2) * m * v^2,
где m - масса атома водорода, v - скорость атома водорода.

Решая данное уравнение относительно v, получим:

v = sqrt(2E / m)

В данном случае масса атома водорода примерно равна 1,67 * 10^-27 кг.

Подставив значения в формулу, получим:

v = sqrt(2 * 2,18 * 10^-18 / (1,67 * 10^-27)) ≈ 1,30 * 10^6 м/с

Итак, скорость атома водорода перед излучением фотона с наименьшей возможной длиной волны около 1 300 000 м/с.

Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить закон сохранения энергии, энергетические уровни атома водорода и различные способы энергетических переходов электрона. Также полезно ознакомиться с использованием постоянной Планка (h) и скорости света (c) в физических формулах, связанных с излучением фотонов.

Задание для закрепления: Вычислите скорость атома водорода перед излучением фотона с длиной волны 102,5 нм. Ответ округлите до целого числа.