Атом водорода, находясь в основном состоянии, поглощает фотон, энергия которого составляет η = 96 % энергии ионизации атома водорода. На какой энергетический уровень перейдет атом после поглощения этого фотона?
от

1 Ответ

Дано:

E_ion = 13.6 эВ (энергия ионизации атома водорода)  
η = 96 % от E_ion  

Найти: конечный энергетический уровень, на который перейдет атом водорода после поглощения фотона.

Решение:

1. Вычислим энергию фотона, которую поглощает атом:

E_photon = η * E_ion  
E_photon = 0.96 * 13.6 эВ  
E_photon = 13.056 эВ.

2. В основном состоянии энергия атома водорода равна:

E_1 = -13.6 эВ.

3. После поглощения фотона атом переходит на уровень с энергией:

E_final = E_1 + E_photon  
E_final = -13.6 эВ + 13.056 эВ  
E_final = -0.544 эВ.

4. Для определения энергетического уровня n, на который перейдет атом, используем формулу для энергии уровней атома водорода:

E_n = -13.6 / n^2.

5. Подставим найденную энергию в формулу и решим уравнение:

-0.544 = -13.6 / n^2.

Упростим уравнение:

0.544 = 13.6 / n^2  
n^2 = 13.6 / 0.544  
n^2 ≈ 25.0  
n ≈ 5.

Ответ: Атом водорода перейдет на пятый энергетический уровень после поглощения фотона.
от