Дано:
1. Работа выхода атома водорода из основного состояния Aвых = 13,6 эВ.
2. Энергии уровней для атома водорода согласно формуле:
E_n = - (13,6 / n^2) эВ, где n - главный квантовый номер.
Для первого уровня (n1 = 1):
E_1 = -13,6 эВ
Для второго уровня (n2 = 2):
E_2 = - (13,6 / 2^2) = -3,4 эВ
Найти: минимальную кинетическую энергию атома до столкновения (E_кин).
Решение:
1. Чтобы один из атомов перешел в возбужденное состояние, необходимо, чтобы он получил достаточно энергии для перехода на более высокий уровень. В данном случае рассматриваем переход с первого уровня (основного состояния) на второй уровень (возбужденное состояние):
ΔE = E_2 - E_1 = (-3,4) - (-13,6) = 10,2 эВ.
2. Минимальная кинетическая энергия атома до столкновения должна быть равна энергии, необходимой для перехода атома из основного состояния в возбужденное состояние (ΔE).
Таким образом, минимальная кинетическая энергия, которую должен иметь атом перед столкновением, равна:
E_кин = ΔE = 10,2 эВ.
Ответ: Минимальная кинетическая энергия атома до столкновения составляет 10,2 эВ.