Какова масса фотона, который поглощается, когда электрон в атоме водорода переходит из основного состояния с энергией Ео=-13.6 эВ в возбужденное состояние с энергией Е2=-1.51 эВ?

Физика 9 класс Квантовая механика атома масса фотона электрон в атоме водорода переход энергии основное состояние возбужденное состояние энергия фотона физика 9 класс Новый

Чтобы найти массу фотона, который поглощается при переходе электрона из основного состояния в возбужденное, сначала нужно определить разницу энергий между этими состояниями.

Энергия основного состояния (Ео) электрона в атоме водорода равна -13.6 эВ, а энергия возбужденного состояния (Е2) равна -1.51 эВ. Разница энергий (ΔE) будет равна:

• ΔE = Е2 - Ео

Подставим значения:

• ΔE = (-1.51 эВ) - (-13.6 эВ)
• ΔE = -1.51 эВ + 13.6 эВ
• ΔE = 12.09 эВ

Теперь, когда мы знаем, что фотон поглощается с энергией 12.09 эВ, можем найти массу фотона. Энергия фотона (E) связана с его массой (m) и скоростью света (c) через уравнение Эйнштейна:

• E = mc²

Также мы можем использовать соотношение между энергией и частотой фотона:

• E = hf

где h - постоянная Планка (примерно 4.14 x 10^-15 эВ·с). Чтобы найти массу фотона, преобразуем уравнение E = mc²:

• m = E/c²

Теперь подставим значение энергии. Прежде чем подставить, необходимо перевести энергию в джоули, так как 1 эВ = 1.6 x 10^-19 Дж.

• ΔE = 12.09 эВ * 1.6 x 10^-19 Дж/эВ = 1.9344 x 10^-18 Дж

Скорость света (c) равна примерно 3 x 10^8 м/с. Теперь подставим все в уравнение для массы:

• m = (1.9344 x 10^-18 Дж) / (3 x 10^8 м/с)²

Теперь посчитаем:

• m = (1.9344 x 10^-18) / (9 x 10^{16})
• m ≈ 2.149 x 10^-35 кг

Таким образом, масса фотона, который поглощается, когда электрон в атоме водорода переходит из основного состояния в возбужденное, составляет примерно 2.149 x 10^-35 кг.