Потенціали збудження та іонізації

23. Укажіть формулу для визначення першого потенціалу збудження атома водню U₁ ?

23. Укажіть формулу для визначення другого потенціалу збудження атома водню U₂ ?

23. Укажіть формулу для визначення потенціалу іонізації воднеподібного атома U_і ?

23. Перший потенціал збудження атома водню U₁ дорівнює:

А) 10,2 В. Б) 13,6 В. В) 4,9 В. Г) 1,02 В. Д) 9,4 В.

23. Визначте перший потенціал збудження U₁ воднеподібного іону гелію Не⁺ (z=2).

А) 34 В. Б) 18 В. В) 52 В. Г) 26 В. Д) 41 В.

23. Визначте перший потенціал збудження U₁ воднеподібного іону літію Lі⁺⁺ (z=3).

А) 49 В. Б) 92 В. В) 103 В. Г) 78 В. Д) 67 В.

23. Визначте перший потенціал збудження U₁ воднеподібного іону берилію Ве⁺⁺⁺ (z=4).

А) 29 В. Б) 76 В. В) 164 В. Г) 98 В. Д) 187 В.

23. Визначте перший потенціал збудження U₁ воднеподібного іону бору В⁺⁺⁺⁺ (z=5).

А) 92 В. Б) 149 В. В) 203 В. Г) 256 В. Д) 168 В.

23. Другий потенціал збудження атома водню U₂ дорівнює:

А) 13,6 В. Б) 12,1 В. В) 8,4 В. Г) 10,2 В. Д) 3,8 В.

23. Визначте другий потенціал збудження U₂ воднеподібного іону гелію Не⁺ (z=2).

А) 48,5 В. Б) 26,4 В. В) 51,4 В. Г) 18,7 В. Д) 34,2 В.

23. Визначте другий потенціал збудження U₂ воднеподібного іону літію Lі⁺⁺ (z=3).

А) 56 В. Б) 92 В. В) 45 В. Г) 68 В. Д) 109 В.

23. Визначте другий потенціал збудження U₂ воднеподібного іону берилію Ве⁺⁺⁺ (z=4).

А) 152 В. Б) 98 В. В) 194 В. Г) 136 В. Д) 218 В.

23. Визначте другий потенціал збудження U₂ воднеподібного іону бору В⁺⁺⁺⁺ (z=5).

А) 214 В. Б) 303 В. В) 182 В. Г) 276 В. Д) 148 В.

23. Визначте потенціал іонізації атома водню U_i.

А) 16,8 В. Б) 11,5 В. В) 10,3 В. Г) 13,6 В. Д) 5,4 В.

23. Визначте потенціал іонізації U_і воднеподібного іону гелію Не⁺ (z=2).

А) 54,5 В. Б) 38,2 В. В) 19,7 В. Г) 42,6 В. Д) 27,1 В.

23. Визначте потенціал іонізації U_і воднеподібного іону літію Lі⁺⁺ (z=3).

А) 102 В. Б) 86 В. В) 123 В. Г) 78 В. Д) 97 В.

23. Визначте потенціал іонізації U_і воднеподібного іону берилію Ве⁺⁺⁺ (z=4).

А) 174 В. Б) 232 В. В) 118 В. Г) 156 В. Д) 218 В.

23. Визначте потенціал іонізації U_i воднеподібного іону бору В⁺⁺⁺⁺ (z=5).

А) 213 В. Б) 341 В. В) 412 В. Г) 186 В. Д) 297 В.

23. Визначте перший потенціал збудження іону літію Li⁺⁺ (z=3), якщо перший потенціал збудження іону гелію He⁺ (z=2) дорівнює 40,8 В.

А) U₁=46 В. Б) U₁=69 В. В) U₁=92 В. Г) U₁=123 В. Д) U₁=108 В.

23. Потенціал іонізації іону гелію He⁺ (z=2) дорівнює 54,5 В. Визначте потенціал іонізації іону літію Li⁺⁺ (z=3).

А) U_і=84 В. Б) U_і=136 В. В) U_і=92 В. Г) U_і=123 В. Д) U_і=108 В.

23. Перший потенціал збудження деякого однозарядного воднеподібного іону дорівнює U₁. Як можна визначити його потенціал іонізації U_i ?

ОСНОВИ ТЕОРІЇ З РОЗДІЛУ “ЕЛЕМЕНТИ КВАНТОВОЇ МЕХАНІКИ”

Хвильові властивості речовини

У 1923 році французький фізик-теоретик Луї де Бройль виказав гіпотезу про те, що частинки речовини разом із корпускулярними володіють також і хвильовими властивостями. Проводячи аналогію між квантом, що володіє енергією =h та імпульсом p=h/, де Бройль припустив, що рух електрона або будь-якої іншої частинки речовини пов'язаний із деяким хвильовим процесом. Цьому процесу відповідає хвиля, довжина якої визначається співвідношенням, аналогічним фо-

тону (довжина хвилі де Бройля): де р – імпульс частинки. Якщо відома кінетична енергія частинки, враховуючи звязок між імпульсом і енергією Е= =р2/2m, формулу де Бройля можна переписати так: Якщо ж відоме значення прискорюючого потенціалу U, яким зарядженій частинці надали руху, формулу де Бройля можна переписати у вигляді: Якщо частинки володіють хвильовими властивостями, то можна спостерігати їхню інтерференцію і дифракцію– чис-

то хвильові явища. У 1927 році американські фізики Девіссон і Джермер вивчали розсіяння пучка електронів на природній дифракційній гратці – монокристалі нікелю, і спостерігали яскраву дифракційну картину. Тим самим ними було встановлено, що електрони дифрагували як хвилі, довжина хвилі яких визначалась формулою де Бройля. Пізніше Фабрикант із колегами спостерігали явище дифракції на одиночних електронах: при опромінюванні металевої фольги одиночними електронами спостерігалась така ж дифракційна картина, як і на інтенсивному електронному пучку. Отже, хвильові властивості частинок не є властивістю їхнього колективу, а властиві кожній частинці окремо. Дифракційні властивості були знайдені також для нейтронів, протонів, атомних і молекулярних пучків. Це остаточно послужило доказом наявності хвильових властивостей мікрочастинок і дозволило описувати їх рух у вигляді хвильового процесу, що характеризується довжиною хвилі де Бройля.

Ідеї де Бройля і виявлені на досліді хвильові властивості частинок речовини послужили поштовхом до створення принципово нової теорії, яка описує поведінку мікрочастинок із урахуванням їхніх хвильових властивостей. Цією теорією стала квантова (хвильова) механіка, основи якої були закладені В.Гейзенбергом і Е.Шре-дінгером у 1925-1926 роках. Квантова механіка позбавлена наочності, характерної для класичної (ньютонівської) механіки. Об'єкти звичного нам макросвіту стають непридатними для опису явищ, які відбуваються у мікросвіті. Критерієм застосовності законів класичної механіки при описі поведінки мікрочастинок речовини, які володіють корпускулярно-хвильовим дуалізмом, є стала Планка. У квантовій механіці одночасне точне визначення координати х і імпульсу р_х рухомої мікрочастинки неможливе, оскільки вона володіє корпускулярно-хвильовим дуалізмом. Німецький фізик-теоретик В.Гейзенберг, провівши ретельний аналіз поведінки мікрочастинок, висунув ідею про принципову неможливість одночасного точного вимірювання певних пар зв'язаних між собою характеристик. Це твердження одержало назву співвідношення невизначеностей Гейзенберга, яке для координат і імпульсів частинок формулюється і записується так: мікрочастинка не може одночасно мати точних значень координат (x, y, z) та відповідних проекцій імпульсу (p_x, p_y, p_z), причому добуток невизначеностей (неточнос-

тей) координати і відповідної їй проекції імпульсу не може бути меншою за сталу Планка: де ħ=h/2=1,0510-34 Джс - стала Планка. Із цих співвідношень виходить, що якщо у будь-який момент часу вдалося точно виміряти координату мікрочастинки (х=0), то у цей момент від-

повідна проекція її імпульсу виявляється абсолютно невизначеною (р_х), і навпаки. Іншими словами, для мікрочастинки не існує станів, у яких її координати і імпульс мали б одночасно точні значення. У квантовій механіці розглядається також ще одна форма співвідношення невизначеностей для енергії і часу. Воно запи-

сується у вигляді: де Е – невизначеність енергії деякого стану системи, t – проміжок часу, протягом якого цей стан існує. Якщо вважати t часом

життя збудженого стану атома, а Е – середньою шириною його енергетичного рівня Е, то через кінцеве значення часу життя атома у збуджених станах, значення енергії цих станів не можуть бути точно визначеними. У основному стані, який відповідає мінімальному значенню енергії, час життя t, тому невизначеність енергії основного стану Е0. Таким чином, якщо в класичній механіці наявність координат і імпульсів (швидкостей) системи точно задає її поведінку у часі і просторі, то прогноз поведінки квантової системи повинен носити характер вірогідності.