Определите энергию возбужденного состояния атома водорода, если при переходе из этого состояния в основное атом испустил два фотона. Модуль импульса первого фотона равен р, а частота второго фотона равна частоте красной границы фотоэффекта для материала, работа выхода электрона из которого равна Авых. Энергия основного состояния атома водорода равна Е1.
от

1 Ответ

Дано:

1. Энергия основного состояния атома водорода E1 = -13,6 эВ.
2. Модуль импульса первого фотона p.
3. Частота второго фотона nu_2, равная частоте красной границы фотоэффекта для материала с работой выхода Aвых (в джоулях).

Найти: Энергию возбужденного состояния атома водорода E_н.

Решение:

1. Энергию первого фотона можно выразить через его импульс:

E_1 = pc,

где c – скорость света (около 3 * 10^8 м/с).

2. Энергию второго фотона можно выразить через его частоту:

E_2 = h * nu_2,

где h – постоянная Планка (примерно 6,626 * 10^-34 Дж·с).

3. Частота красной границы фотоэффекта определяется следующим образом:

nu_2 = Aвых / h.

4. Теперь запишем полную энергию, которая испускается при переходе из возбужденного состояния в основное:

E_н = E1 + E_1 + E_2.

5. Подставим значения E_1 и E_2:

E_н = E1 + pc + h * (Aвых / h).

6. Упрощаем уравнение:

E_н = E1 + pc + Aвых.

7. Подставляем значение E1:

E_н = -13,6 + pc + Aвых.

Ответ: Энергия возбужденного состояния атома водорода равна -13,6 + pc + Aвых.
от