а)
Дано: При переходе с третьего уровня на второй энергия уменьшается на 1,5 эВ, а при переходе с первого уровня на третий — увеличивается на 4 эВ.
Найти: При каком из указанных переходов атом поглощает фотон?
Решение:
Атом поглощает фотон при переходе на уровень с более высокой энергией. Таким образом, атом поглощает фотон при переходе с первого уровня на третий.
Ответ: Атом поглощает фотон при переходе с первого уровня на третий.
б)
Дано: При переходе с первого уровня на третий энергия увеличивается на 4 эВ.
Найти: Чему равна частота фотона, поглощаемого при одном из указанных переходов?
Решение:
Для расчета частоты фотона можно воспользоваться формулой Эйнштейна: E = h * f, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6,626 * 10^-34 Дж * с), f - частота.
Переведем энергию в джоули: 1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж.
Таким образом, энергия фотона при переходе с первого уровня на третий: 4 * 1,6 * 10^-19 = 6,4 * 10^-19 Дж.
Теперь найдем частоту:
6,4 * 10^-19 = 6,626 * 10^-34 * f,
f = 6,4 * 10^-19 / 6,626 * 10^-34 ≈ 9,65 * 10^14 Гц.
Ответ: Частота фотона, поглощаемого при переходе с первого уровня на третий, примерно равна 9,65 * 10^14 Гц.
в)
Дано: При переходе атома со второго уровня на первый энергия уменьшается на 1,5 эВ.
Найти: При переходе атома со второго уровня на первый атом излучает фотон или поглощает? Чему равна соответствующая этому фотону длина волны?
Решение:
Атом излучает фотон при переходе на уровень с более низкой энергией. Таким образом, атом излучает фотон при переходе со второго уровня на первый.
Для расчета длины волны фотона можно воспользоваться формулой: E = hc / λ, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, c - скорость света в вакууме (3 * 10^8 м/с), λ - длина волны.
Переведем энергию в джоули: 1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж.
Энергия фотона при переходе со второго уровня на первый: 1,5 * 1,6 * 10^-19 = 2,4 * 10^-19 Дж.
Теперь найдем длину волны:
2,4 * 10^-19 = 6,626 * 10^-34 * 3 * 10^8 / λ,
λ = 6,626 * 10^-34 * 3 * 10^8 / 2,4 * 10^-19 ≈ 7,83 * 10^-7 м.
Ответ: При переходе атома со второго уровня на первый атом излучает фотон. Соответствующая этому фотону длина волны примерно равна 7,83 * 10^-7 м.