Дано:
При переходе с первого уровня на второй энергия атома увеличивается на 4 эВ
При переходе с третьего уровня на второй энергия атома уменьшается на 3 эВ
а) При переходе атом излучает фотон, если энергия увеличивается. Следовательно, атом излучает фотон при переходе с первого уровня на второй.
б) Частота фотона, излучаемого при переходе с первого уровня на второй, связана с изменением энергии:
E = hf, где E - изменение энергии, h - постоянная Планка, f - частота фотона.
Из условия мы знаем, что изменение энергии равно 4 эВ.
1 эВ = 1.6 x 10^-19 Дж
4 эВ = 4 x 1.6 x 10^-19 = 6.4 x 10^-19 Дж
Теперь найдем частоту:
f = E / h = 6.4 x 10^-19 / 6.63 x 10^-34 ≈ 9.63 x 10^14 Гц
Ответ: Частота фотона, излучаемого при переходе с первого уровня на второй, примерно равна 9.63 x 10^14 Гц.
в) При переходе с первого уровня на третий атом поглощает фотон, так как энергия увеличивается. Длина волны излучения определяется через соотношение E = hc/λ, где λ - длина волны.
Из условия изменение энергии при данном переходе равно 4 эВ, или 6.4 x 10^-19 Дж.
Теперь найдем длину волны:
λ = hc / E = 6.63 x 10^-34 * 3 x 10^8 / 6.4 x 10^-19 ≈ 3.11 x 10^-7 м
Ответ: Атом поглощает фотон при переходе с первого уровня на третий, и соответствующая длина волны излучения примерно равна 3.11 x 10^-7 м.