Атомные спектры, энергетические уровни

1. На ри­сун­ке изоб­ра­же­на схема низ­ших энер­ге­ти­че­ских уров­ней атома. В на­чаль­ный мо­мент вре­ме­ни атом на­хо­дит­ся в со­сто­я­нии с энер­ги­ей . Со­глас­но по­сту­ла­там Бора с какой энер­ги­ей дан­ный атом может из­лу­чать фо­то­ны? (Ответ дать в 10⁻¹⁹ Дж.)

За­да­ние 20 № 4495

Ре­ше­ние.

Со­глас­но по­сту­ла­там Бора, свет из­лу­ча­ет­ся при пе­ре­хо­де атома на более низ­кие уров­ни энер­гии, при этом фо­то­ны несут энер­гию, рав­ную раз­но­сти энер­гий на­чаль­но­го и ко­неч­но­го со­сто­я­ний. Из при­ве­ден­ной здесь схемы видно, что фотон может из­лу­чить­ся толь­ко при пе­ре­хо­де атома в со­сто­я­ние , при этом его энер­гия будет равна .

Ответ: 3

4495

3

Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 06.06.2013. Ос­нов­ная волна. Дальний Восток. Ва­ри­ант 1.

2. В таб­ли­це при­ве­де­ны зна­че­ния энер­гии для вто­ро­го и четвёртого энер­ге­ти­че­ских уров­ней атома во­до­ро­да.

 

Номер уров­ня	Энер­гия, 10–19 Дж
2	–5,45
4	–1,36

 

Какой долж­на быть энер­гия фо­то­на, при по­гло­ще­нии ко­то­ро­го атом пе­ре­хо­дит со вто­ро­го уров­ня на четвёртый? (Ответ дать в 10⁻¹⁹ Дж.)

За­да­ние 20 № 6204

Ре­ше­ние.

Для того, чтобы элек­трон перешёл со вто­ро­го уров­ня на четвёртый под дей­стви­ем фо­то­на, энер­гия фо­то­на долж­на быть равна раз­но­сти энер­гий четвёртого и вто­ро­го энер­ге­ти­че­ских уров­ней: −1,36 − (−5,45) = 4,09·10⁻¹⁹ Дж.

Ответ: 4,09

6204

4,09

Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 05.05.2014. До­сроч­ная волна. Ва­ри­ант 1.

3. В таб­ли­це при­ве­де­ны зна­че­ния энер­гии для тре­тье­го и четвёртого энер­ге­ти­че­ских уров­ней атома во­до­ро­да.

 

Номер уров­ня	Энер­гия, 10–19 Дж
3	–2,42
4	–1,36

 

Какой долж­на быть энер­гия фо­то­на, при по­гло­ще­нии ко­то­ро­го атом пе­ре­хо­дит с тре­тье­го уров­ня на четвёртый? (Ответ дать в 10⁻¹⁹ Дж.)

За­да­ние 20 № 6239

Ре­ше­ние.

Для того, чтобы элек­трон перешёл с тре­тье­го уров­ня на четвёртый под дей­стви­ем фо­то­на, энер­гия фо­то­на долж­на быть равна раз­но­сти энер­гий четвёртого и тре­тье­го энер­ге­ти­че­ских уров­ней: −1,36 − (−2,42) = 1,06·10⁻¹⁹ Дж.

Ответ: 1,06

6239

1,06

Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 05.05.2014. До­сроч­ная волна. Ва­ри­ант 2.

4. Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E_n = −13,6/n² эВ, где n = 1, 2, 3, …. При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния Е₂ в со­сто­я­ние Е₁ атом ис­пус­ка­ет фотон. Попав на по­верх­ность фо­то­ка­то­да, фотон вы­би­ва­ет фо­то­элек­трон. Длина волны света, со­от­вет­ству­ю­щая крас­ной гра­ни­це фо­то­эф­фек­та для ма­те­ри­а­ла по­верх­но­сти фо­то­ка­то­да, λ_кр = 300 нм. Чему равен мак­си­маль­но воз­мож­ный им­пульс фо­то­элек­тро­на? (Ответ дать в 10^–24 кг·м/с, округ­лив до де­ся­тых.) По­сто­ян­ную План­ка при­нять рав­ной 6,6·10⁻³⁴ Дж·с, а ско­рость света  — 3·10⁸ м/с.

За­да­ние 20 № 6987

Ре­ше­ние.

При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния в со­сто­я­ние атом ис­пус­ка­ет фотон с энер­ги­ей:

 

 

Урав­не­ние Эйн­штей­на для фо­то­эф­фек­та:

 

 

Усло­вие связи крас­ной гра­ни­цы фо­то­эф­фек­та и ра­бо­ты вы­хо­да:

 

 

Таким об­ра­зом:

 

 

Ответ: 1,3.

Ответ: 1,3

6987

1,3

Источник: СтатГрад: Тематическая диагностическая ра­бо­та по фи­зи­ке 17.04.2015 Ва­ри­ант ФИ10701

5. Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E_n = −13,6/n² эВ, где n = 1, 2, 3, …. При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния Е₂ в со­сто­я­ние Е₁ атом ис­пус­ка­ет фотон. Попав на по­верх­ность фо­то­ка­то­да, этот фотон вы­би­ва­ет фо­то­элек­трон. Ча­сто­та света, со­от­вет­ству­ю­щая крас­ной гра­ни­це фо­то­эф­фек­та для ма­те­ри­а­ла по­верх­но­сти фо­то­ка­то­да,

ν_кр = 6·10¹⁴ Гц. Чему равен мак­си­маль­но воз­мож­ный им­пульс фо­то­элек­тро­на? (Ответ дать в 10⁻²⁴ кг·м/с, округ­лив до де­ся­тых.) По­сто­ян­ную План­ка при­нять рав­ной 6,6·10⁻³⁴ Дж·с.

За­да­ние 20 № 7019

Ре­ше­ние.

При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния в со­сто­я­ние атом ис­пус­ка­ет фотон с энер­ги­ей:

 

 

Урав­не­ние Эйн­штей­на для фо­то­эф­фек­та:

 

 

Усло­вие связи крас­ной гра­ни­цы фо­то­эф­фек­та и ра­бо­ты вы­хо­да:

 

 

Таким об­ра­зом:

 

 

Ответ: 1,5.

Ответ: 1,5

7019

1,5

Источник: СтатГрад: Те­ма­ти­че­ская диагностическая ра­бо­та по фи­зи­ке 17.04.2015 Ва­ри­ант ФИ10702

6. Элек­трон в атоме во­до­ро­да пе­ре­хо­дит на вто­рую ста­ци­о­нар­ную ор­би­ту, ис­пус­кая волны, длина ко­то­рых равна 656 нм. С какой ста­ци­о­нар­ной ор­би­ты пе­ре­хо­дит этот элек­трон? Ско­рость света при­нять рав­ной 3·10⁸ м/с, а по­сто­ян­ную План­ка — 4,1·10⁻¹⁵ эВ·с.

За­да­ние 20 № 7708

Ре­ше­ние.

Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой эВ, где n = 1, 2, 3, …. При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния в со­сто­я­ние атом ис­пус­ка­ет фотон с энер­ги­ей Таким об­ра­зом, мы имеем:

 

 

На­хо­дим от­сю­да

 

Ответ: 3

Ответ: 3

7708

3

Источник: СтатГрад: Тре­ни­ро­воч­ная ра­бо­та по физике 22.03.2016 Ва­ри­ант ФИ10403

7. Элек­трон в атоме во­до­ро­да пе­ре­хо­дит на вто­рую ста­ци­о­нар­ную ор­би­ту, ис­пус­кая волны, длина ко­то­рых равна 486 нм. С какой ста­ци­о­нар­ной ор­би­ты пе­ре­хо­дит этот элек­трон? Ско­рость света при­нять рав­ной 3·10⁸ м/с, а по­сто­ян­ную План­ка — 4,1·10⁻¹⁵ эВ·с.

За­да­ние 20 № 7740

Ре­ше­ние.

Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой где n = 1, 2, 3, ... При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния в со­сто­я­ние атом ис­пус­ка­ет фотон с энер­ги­ей

Таким об­ра­зом, мы имеем:

На­хо­дим от­сю­да

 

Ответ: 4

Ответ: 4