Mechanika kwantowa - podstawy zadanie 5 - Atom Wodoru
W tym materiale
a)Oblicz energię fotonu podczas przejścia elektronu w atomie wodoru z orbity 4 na 2.
b) Foton ten jest pochłonięty czy emitowany ?
Zobacz rozwiązanie! - kliknij na napis "więcej" znajdujący się poniżej.
Dane:
Znając II postulat Bohra:
Podczas zmiany orbity, której towarzyszy zmiana energii elektronu, atom emituje lub absorbuje foton.
Energia fotonu równa jest różnicy między energiami elektronu na tych orbitach
(1) E_f = h\nu = E_l-E_k Gdzie "l" jest numerem orbity wyższej a "k" numerem orbity niższej
I wiemy że jeżeli elektron ma przejść na orbitę wyższą - o wyższej energii elektron musi zaabsorbować foton, natomiast jeżeli ma przejść na niższą, musi wyemitować foton.
(2) E_{n}=\frac{1}{n^2} E_{1} Jak widzimy wartość bezwzględna energii na kolejnych orbitach maleje bardzo szybko, ta zależność daje nam łatwość obliczeń
(3) l=4
(4) k=2
Stałe fizyczne:
E_{1}=-13,6eV
h=6,626 \cdot 10^{-34} Js
Szukane:
E_{f}=?
Przekształcenia i podstawienia które należy dokonać:
Rozpisujemy wzór(2) dla naszych orbit:
E_{k}=E_{2}=\frac{1}{2^2} E_{1}=\frac{1}{4} E_{1}
E_{l}=E_{4}=\frac{1}{4^2} E_{1}=\frac{1}{16} E_{1}
Podstawiamy wyznaczone energie na orbitach do wzoru (1):
E_f = E_4-E_2=\frac{1}{16} E_{1} - \frac{1}{4} E_{1} = -\frac{3}{16} E_{1}
Mamy więc praktycznie ostateczny wzór:
E_f = -\frac{3}{16} E_{1}
podstawiamy dane:
E_f =-\frac{3}{16} \cdot (-13,6eV)=2,55eV
wynik:
E_f =2,55eV
b)
Zgodnie z "I wiemy że jeżeli elektron ma przejść na orbitę wyższą - o wyższej energii elektron musi zaabsorbować foton, natomiast jeżeli ma przejść na niższą, musi wyemitować foton."
Stwierdzamy że zgadza się wszytsko z II postulatem Bohra, więc elektron został zaabsorbowany.
Udowodniliśmy to także matematycznie, gdyż różnica energii a więc energia fotonu (swoistej skwantowanej paczki energii) jest dodatnia, więc elektron został zaabsorbowany.
Zadanie można zrobić także z wzoru doświadczalnego rydberga, będzie krócej ale raczej nie warto.
Jakby były jakieś pytania, poniżej można dodać komentarz
Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »
← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Komentarze (2)
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz