На рисунке изображена упрощённая диаграмма нижних энергетических уровней атома. Стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями. Установите соответствие между процессами поглощения света наименьшей длины волны и излучения света наименьшей частоты. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕССЫ
A) поглощение света наименьшей длины волны
Б) излучение света наименьшей частоты
Решение:
Энергия перехода в атоме определяется как:
где — постоянная Планка, — частота излучения, — длина волны, и — энергии начального и конечного уровней соответственно. Излучение фотона происходит при переходах 3 и 4, то есть с более высокого энергетического уровня на более низкий. Энергия испускаемого фотона вычисляется по формуле: где — постоянная Планка, — скорость света, — длина волны фотона.
При поглощении света электрон совершает переход с более низкого на более высокий энергетический уровень. Энергия фотона будет наибольшей при самой короткой длине волны. Согласно второму постулату Бора, разность энергий определяется формулой . Таким образом, максимальная энергия (и минимальная длина волны) соответствует переходу (переход 4).
Излучение света происходит, когда электрон переходит с более высокого энергетического уровня на низший. Наименьшая частота, и соответственно минимальная энергия фотона , будет у перехода с наименьшей разностью энергий. По формуле второго постулата Бора этот переход соответствует (переход 1).