Какова частота Vkn фотона, который поглощается неподвижным атомом водорода, когда электрон переходит со второго на четвертый энергетический уровень?

Физика 11 класс Квантовая механика частота фотона атом водорода электрон энергетический уровень переход электрона Новый

Чтобы найти частоту фотона, который поглощается неподвижным атомом водорода при переходе электрона со второго на четвертый энергетический уровень, нам нужно воспользоваться формулой, связывающей частоту фотона с энергией, а также знать уровни энергии в атоме водорода.

Шаг 1: Определение уровней энергии

Энергия уровней в атоме водорода определяется формулой:

E_n = - (13.6 eV) / n²,

где E_n — энергия n-го уровня, а n — номер уровня.

Шаг 2: Вычисление энергий уровней

• Для n = 2:

E_2 = - (13.6 eV) / 2² = - (13.6 eV) / 4 = -3.4 eV.

• Для n = 4:

E_4 = - (13.6 eV) / 4² = - (13.6 eV) / 16 = -0.85 eV.

Шаг 3: Вычисление разности энергий

Теперь найдем разность энергий между этими уровнями, которая равна энергии поглощенного фотона:

ΔE = E_4 - E_2 = -0.85 eV - (-3.4 eV) = -0.85 eV + 3.4 eV = 2.55 eV.

Шаг 4: Перевод энергии в частоту

Энергия фотона связана с его частотой формулой:

E = h * f,

где E — энергия фотона, h — постоянная Планка (примерно 4.14 × 10^-15 эВ·с), f — частота.

Мы можем выразить частоту через энергию:

f = E / h.

Шаг 5: Подставляем значения

Теперь подставим известные значения:

f = 2.55 eV / (4.14 × 10^-15 эВ·с).

Шаг 6: Вычисление частоты

Выполнив деление, мы получим:

f ≈ 6.16 × 10^14 Гц.

Ответ: Частота фотона, поглощаемого атомом водорода при переходе электрона со второго на четвертый уровень, составляет примерно 6.16 × 10^14 Гц.