Во сколько раз изменится энергия атома водорода при переходе: а) из основного состояния на третий энергетический уровень; б) с четвертого энергетического уровня на второй?
от

1 Ответ

Дано:
E1 = -13.6 эВ (энергия атома водорода в основном состоянии)  

Найти: изменение энергии атома водорода при переходах.

Решение:

1. Энергия атома на n-ом уровне определяется формулой:
E_n = E1 / n^2.

a) Переход из основного состояния (n=1) на третий энергетический уровень (n=3):

- Рассчитаем энергию на третьем уровне:
E_3 = E1 / 3^2  
E_3 = -13.6 эВ / 9  
E_3 = -1.5111 эВ.

- Энергия при переходе с n=1 на n=3:
ΔE_a = E_3 - E1  
ΔE_a = -1.5111 эВ - (-13.6 эВ)  
ΔE_a = -1.5111 + 13.6  
ΔE_a = 12.0889 эВ.

- Во сколько раз изменится энергия:
ratio_a = ΔE_a / |E1|  
ratio_a = 12.0889 / 13.6  
ratio_a ≈ 0.888.

b) Переход с четвертого энергетического уровня (n=4) на второй (n=2):

- Рассчитаем энергию на втором уровне:
E_2 = E1 / 2^2  
E_2 = -13.6 эВ / 4  
E_2 = -3.4 эВ.

- Энергия при переходе с n=4 на n=2:
E_4 = E1 / 4^2  
E_4 = -13.6 эВ / 16  
E_4 = -0.85 эВ.

ΔE_b = E_2 - E_4  
ΔE_b = -3.4 эВ - (-0.85 эВ)  
ΔE_b = -3.4 + 0.85  
ΔE_b = -2.55 эВ.

- Во сколько раз изменится энергия:
ratio_b = ΔE_b / |E_4|  
ratio_b = -2.55 / 0.85  
ratio_b ≈ -3.

Ответ:
a) Энергия атома водорода изменится в 0.888 раз при переходе из основного состояния на третий энергетический уровень.  
b) Энергия атома водорода изменится в -3 раз при переходе с четвертого энергетического уровня на второй.
от