Какова частота электромагнитной волны фотона, который поглощается атомом водорода и заставляет его перейти из основного

Содержание: Атом водорода и электромагнитные волны
Инструкция: Атом водорода состоит из ядра, состоящего из одного протона, и электрона, который обращается вокруг ядра. Когда фотон поглощается атомом водорода, электрон переходит из основного состояния на более высокий энергетический уровень, возбуждаясь. При обратном переходе электрона из возбужденного состояния на основной уровень атом излучает электромагнитные волны.

Частота электромагнитной волны фотона, поглощенного атомом водорода и вызвавшего его возбуждение, определяется разностью энергий между основным и возбужденным состояниями атома. Формула для вычисления этой частоты имеет вид:

f = (E2 - E1) / h,

где f - частота электромагнитной волны, E2 - энергия возбужденного состояния, E1 - энергия основного состояния, h - постоянная Планка.

Для перехода с более высоких энергетических уровней на третий уровень в атоме водорода энергия фотона будет соответствовать разности энергий между третьим и более высокими уровнями. Новая частота электромагнитной волны для излученного фотона может быть вычислена с помощью той же формулы, заменив значения энергий на соответствующие значения третьего и более высоких уровней.

Демонстрация: Чтобы найти частоту фотона, поглощенного атомом водорода и вызвавшего его возбуждение, нужно вычислить разность энергий между основным и возбужденным состояниями. Допустим, энергия основного состояния атома водорода составляет -13,6 эВ, а энергия возбужденного состояния составляет -3,4 эВ. Подставляем значения в формулу:

f = (-3.4 - (-13.6)) / h,

где h - значение постоянной Планка. Вычисляем значение частоты с помощью этой формулы.

Совет: Для лучшего понимания этой темы рекомендуется ознакомиться с концепцией энергетических уровней атома водорода и изучить формулу для вычисления частоты фотона на основе разности энергий. Также полезно разобраться в понятии энергии постоянной Планка и ее значениях.

Задание для закрепления: Какова частота электромагнитной волны, поглощенной атомом водорода и вызвавшей его переход с четвертого энергетического уровня на второй уровень? Значение энергии четвертого состояния атома водорода составляет -1,51 эВ, а второго состояния -3,4 эВ. Постоянная Планка равна 6,626 x 10^-34 Дж·с.