Образовательный портал. Образование / Химия / Излучение фотона атомом. Физико-математическое общество старшеклассников - Задачи повышенной сложности*. Физика атома и ядра

Излучение фотона атомом. Физико-математическое общество старшеклассников - Задачи повышенной сложности*. Физика атома и ядра

16.05.2019

Постулаты Бора. Испускание и поглощение атомов

А 1 Какова энергия фотона, излучаемого при переходе атома из возбужденного состояния с энергией в основное с энергией ? 1) 2) 3)4) А 2 Какова энергия фотона, поглощаемого при переходе атома из основного состояния с энергией в возбужденное с энергией ? 1) 2) 3)4) А 3 Частота фотона, излучаемого при переходе атома из возбужденного состояния с энергией в основное с энергией , вычисляется по формуле 1) 2) 3) 4) А 4 Частота фотона, поглощаемого атомом при переходе атома из основного состояния с энергией в возбужденное с энергией , равна 1) 2) 3) 4) А 5 Длина волны фотона, излучаемого атомом при переходе атома из возбужденного состояния с энергией в основное с энергией , равна 1) 2) 3)4) А 6 Длина волны фотона, поглощенного атомом при переходе атома из основного состояния с энергией в возбужденное с энергией , равна 1) 2) 3)4) А 7 При испускании фотона энергией 6 эВ заряд атома 1) не изменяется 2) увеличивается на 3) увеличивается на 4) уменьшается на В 1 Найдите изменение энергии атома водорода при испускании им волн частотой . Ответ округлите до двух значащих цифр, умножьте на . В 2 На сколько изменилась энергия атома при излучении им фотона длиной волны ? Ответ округлите до двух значащих цифр, умножьте на . В 3 На сколько уменьшилась энергия атома при излучении им фотона длиной волны ? Ответ округлите до двух значащих цифр, умножьте на . А 8 Покоящийся атом поглотил фотон с энергией . При этом импульс атома 1) не изменился 2) стал равным 3) стал равным 4) стал равным А 9 Атом испустил фотон с энергией . Какой импульс приобрел атом? 1) 0 2) 3) 4) А 10 Чему равен импульс, полученный атомом при поглощении фотона частотой ? 1) 2)3) 4) А 11 Электрон внешней оболочки атома сначала переходит из стационарного состояния с энергией , в стационарное состояние с энергией , поглощая фотон с частотой . Затем он переходит из состояния в стационарное состояние с энергией , поглощая фотон с частотой . Что происходит при переходе электрона из состояния в состояние ? 1) Излучение света частотой 2) Поглощение света частотой 3) Излучение света частотой 4) Поглощение света частотой А 12 Излучение фотонов происходит при переходе из возбужденных состояний с энергиями в основное состояние. Для частот соответствующих фотонов , , справедливо соотношение 1) 2) 3) 4) А 13 На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Какой из отмеченных стрелками переходов между энергетическими уровнями сопровождается испусканием кванта минимальной частоты? 6 5 4 3 2 1 1) 1 2) 4 3) 6 4) 7 А 14 На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Какой из отмеченных стрелками переходов между энергетическими уровнями сопровождается поглощением кванта минимальной частоты? 7 6 5 4 3 2 1 1) 2 2) 3 3) 4 4) 7 А 15 На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Какой из отмеченных стрелками переходов между энергетическими уровнями сопровождается испусканием кванта минимальной длины волны? 7 6 5 4 3 2 1 1) 1 2) 4 3) 64) 7 А 16 На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Какой из отмеченных стрелками переходов между энергетическими уровнями сопровождается поглощением кванта минимальной длины волны? 7 6 5 4 3 2 1 1) 2 2) 3 3) 64) 7 А 17 Сколько фотонов с различной частотой могут испускать атомы водорода, находящиеся во втором возбужденном состоянии? 1) 1 2) 2 3) 34) 4 А 18 Атомы некоторого газа могут находиться в трех состояниях с энергиями: -2,5 эВ, -3,2 эВ, -4,6 эВ. Если они находятся в состоянии с энергией – 3,2 эВ, то фотоны, какой энергии могут испускать атомы этого газа? 1)Только 0,7 эВ 2) 1,4 эВ и 0,7 эВ 3) 2,5 эВ, 3,2 эВ, 4,6 эВ 4) Только 1,4 эВ А 19 На рисунке изображена схема возможных значений энергии атома газа. Атомы находятся в состоянии с энергией . Какой энергии фотоны может содержать свет, испускаемый газом? 1) Только 2 эВ 2) Только 2,5 эВ 3) Любой, но меньше 2,5 эВ 4) Любой в пределах от 2,5 до 4,5 эВ А 20

Предположим, что атомы некоего газа могут находиться только в состояниях с энергетическими уровнями, показанными на рисунке. В начальный момент времени атомы находятся в состоянии с энергией Е 2 . Согласно постулатам Бора, испускаемый таким газом свет может содержать фотоны с энергией

Применение к атому водорода

Рассмотрим атом водорода. Атом водорода может поглощать или излучать четко определенный энергетический фотон. Когда электрон падает с возбужденного уровня на более низкий энергетический уровень, происходит излучение, которое точно переносит энергию, соответствующую разности энергий между двумя уровнями. для атома водорода энергия разных уровней определяется выражением.

Эта энергия по уравнению Планка соответствует электромагнитной волне четко определенной частоты ν. Поэтому скачок энергии проявляется в линии излучения в спектре атома. Атом водорода может также поглощать энергию, позволяя ей перейти от более низкого уровня к более высокому уровню, например, поглощая фотон. Но это возможно только в том случае, если фотон имеет точно необходимую энергию, т.е. разницу в энергии между уровнем прибытия и начальным уровнем.

1) только 3×10 –19 Дж 2) только 4×10 –19 Дж 3) только 2×10 –19 , 5×10 –19 и 9×10 –19 Дж 4) любой от 2×10 –19 до 9×10 –19 Дж А 21 На рисунке изображена схема возможных значений энергии атома газа. Атомы находятся в состоянии с энергией . Чему равна энергия фотонов света, испускаемого газом? 1) Только 0,5 эВ 2) Любой, но меньше 0,5 эВ 3) Любой в пределах от 1,8 до 0,5 эВ 4) Только 0,5 эВ, 0,8 эВ и 1,3 эВ В 4 Сколько квантов с различной энергией могут испускать атомы, находящиеся в состоянии с энергией ? А 22 Предположим, что схема энергетических уровней атомов разреженного газа имеет вид, изображенный на рисунке. В начальный момент времени атомы находятся в состоянии с энергией . Согласно постулатам Бора, данный газ может поглощать фотоны с энергией 1) 0,3 эВ, 0,5 эВ и любой, большей 0,5 эВ 2) только 0,3 эВ 3) только 0,3 эВ и 0,5 эВ 4) любой в пределах от 0 до 0,5 эВ А 23 1) Любой в пределах от до 2) Любой, но меньше 3) Только 4) Любой, большей или равной А 24 На рисунке изображена схема возможных значений энергии атомов газа. Атомы находятся в состоянии с энергией . Фотоны, какой энергии может поглощать данный газ? 1) фотоны с любой энергией в пределах от до 2) фотоны с энергией и 3) фотоны с энергией , и любой, большей 4) фотоны с любой энергией, большей С 1 Предположим, что схема энергетических уровней атомов некоего вещества имеет вид, показанный на рисунке, и атомы находятся в состоянии с энергией Е (1) . Электрон, движущейся с кинетической энергией 1,5 эВ, столкнулся с одним из таких атомов и отскочил, приобретя некоторую дополнительную энергию. Определите импульс электрона после столкновения, считая, что до столкновения атом покоился. Возможностью испускания света атомом при столкновении с электроном пренебречь. С 2 Предположим, что схема энергетических уровней атомов некоего вещества имеет вид, показанный на рисунке, и атомы находятся в состоянии с энергией Е (1) . Электрон, столкнувшись с одним из таких атомов, отскочил, приобретя некоторую дополнительную энергию. Импульс электрона после столкновения с покоящимся атомом оказался равным 1,2×10 –24 кг×м/с. Определите кинетическую энергию электрона до столкновения. Возможностью испускания света атомом при столкновении с электроном пренебречь. С 3 Предположим, что схема энергетических уровней атомов некоего вещества имеет вид, показанный на рисунке, и атомы находятся в состоянии с энергией Е (1) . Электрон, столкнувшись с одним из таких атомов, отскочил, приобретя некоторую дополнительную энергию. Импульс электрона после столкновения оказался равным 1,2×10 –24 кг×м/с. Определите импульс электрона до столкновения. Возможностью испускания света атомом при столкновении с электроном пренебречь. Считать, что до столкновения атом был неподвижен. С 4 Предположим, что схема энергетических уровней атомов некоего вещества имеет вид, показанный на рисунке, и атомы находятся в состоянии с энергией Е (1) . Электрон, движущейся с кинетической энергией 1,5 эВ, столкнулся с одним из таких атомов и отскочил назад, приобретя некоторую дополнительную энергию. Определите импульс атома после столкновения, если до этого атом покоился. Возможностью испускания света атомом при столкновении с электроном пренебречь. , если , ,

Задачи повышенной сложности*. Физика атома и ядра.

1 ) Радиус первой орбиты в атоме водорода r 1 = 5.3-10 -11 м. Найти напряженность электрического поля ядра на этом расстоянии и кинетическую энергию электрона на этой орбите.

Решение:

Напряженность электрического поля найдем по формуле

где

После подстановки числовых значений получим Е =5.1·10 11 В/м.

Квантовое усиление света - явление, которое возникает, когда свет взаимодействует с определенными веществами, которые могут излучать квантовую энергию той же частоты, фазы и направления распространения как волны, которые индуцировали излучение этих квантов.

Это явление происходит только в определенных конкретных условиях и основано на процессе стимулированного излучения. Атомная или квантовая система частиц, которая может быть атомами, ионами или молекулами, обладает способностью переходить из одного энергетического состояния в другое, излучая или поглощая квантовую энергию. Этот переход от более низкого уровня энергии к высшему происходит только при поглощении определенного количества энергии, равного разности энергий на двух уровнях. И наоборот, переход от более высокого уровня к более низкому происходит с эмиссией энергии.

Чтобы найти второй параметр, запишем второй закон Ньютона, принимая во внимание тот факт, что на электрон действует кулоновская сила притяжения которая сообщает ему центростремительное ускорение где v — скорость движения электрона. Итак, получаем уравнение

Процесс может происходить спонтанно или стимулирован, в последнем случае он происходит только под действием внешней энергии. Атом, поглощающий падающий фотон, переходит в более высокое, но неустойчивое энергетическое состояние, затем возвращается в более низкое энергетическое состояние и испускает два фотона, подобных поглощенному; и два поглощенных фотона будут вызывать излучение четырех фотонов и т.д.

Число фотонов с стимулированной эмиссией будет выше, так как число атомов в сверхэнергетическом состоянии будет выше. При термодинамическом равновесии, как правило, в более высоком энергетическом состоянии найдено меньше частиц, чем в более низком. Таким образом, стимулированное излучение происходит, когда происходит инверсия числа частиц в двух состояниях, которые называются инверсией популяций.

Следовательно, кинетическая энергия электрона

Ответ: W k =13.6 эВ.

2) Во сколько раз увеличится радиус орбиты электрона у атома водорода, находящегося в основном энергетическом состоянии, при поглощении атомом фотона с энергией 12. 09 эВ?

Решение:

Позже были изобретены лазеры, сложные устройства, в которых реализуется квантовое усиление света. Это явление происходит локально: в веществе, где происходит это усиление, фотон, который проходит это вещество со скоростью света, за короткое время вызывает излучение очень большого числа фотонов, подобных ему, скорость, частоту и идентичную фазу и распространяясь вместе, создавая очень интенсивный световой пучок. Таким образом, внешний фотон, вызывающий вынужденное излучение, выходит из усиленного буйка в виде лазерного излучения.

Лазерный свет обладает рядом специфических свойств, которые нашли применение во многих областях. Будучи сконцентрированным в очень узком пучке, но с высокой интенсивностью и мощностью, лазерное излучение используется в телекоммуникациях, промышленности, космонавтике, медицине, научных исследованиях и во многих других областях.

Согласно теории Бора, полная энергия атома водорода равна сумме кинетической энергии электрона и потенциальной энергии электростатического взаимодействия между электроном и протоном ядра, причем в любом энергетическом состоянии

В основном состоянии При поглощении фотона атом водорода переходит в состояние с большей энергией С другой стороны, где r n — радиус орбиты электрона.

Культура, гражданское отношение, информация. Введите свой адрес электронной почты, чтобы следить за этим блогом и получать уведомления о новых статьях по электронной почте. Мафия, вероятно, является единственным экспортным товаром такого города, как Палермо.

Вот история сальваторе Джулиано, сицилийского бандита на большой дороге, прежде чем стать орудием мафии и христианской демократии, используемой этими двумя силовыми центрами до тех пор, пока она пригодна для использования. Ветер дул на дюны, бросая песок с тысячами раскаленных ламп на мою алую щеку, дыша. Единственная и странная работа Кафки выражает протест отдельного человека против сокрушения его личности враждебными силами общества. Кафка изображает унылую судьбу человека.

Тогда

Радиус орбиты электрона увеличится в 9 раз.
Ответ: в 9 раз.

3) Первоначально невозбужденный водород начнет излучать фотоны, если через него пропустить пучок электронов, прошедших разность потенциалов и 0 —10. 2 В. Какую минимальную ускоряющую разность потенциалов должен пройти пучок протонов, чтобы при пропускании их через первоначально невозбужденный водород последний начал излучать фотоны? Считать, что масса электрона много меньше массы протона, а атом водорода перед столкновением покоился.

Эта статья является брошюрой и должна рассматриваться как таковая. Как вы должны вести свою жизнь, если вы являетесь ипохондриком? Прежде всего, никогда не забывайте о важном факте всей вашей ситуации, определяющей истине всей вашей жизни: Норма 1: Вы больны! Никогда не забывайте об этом.

Это тривиальный факт, чтобы встретить людей, у которых есть «проблемы», вовлечены в напряженные ситуации и «загружать» людей, или, наоборот, людей, которые, будучи неспособными ответить на словесную атаку, на публичное оскорбление, сами мучают. Это было бы достаточной причиной для христианизации всего человечества.

Решение:

Пусть масса налетающей частицы т, ее скорость v 0 , масса атома водорода М , скорости частиц после столкновения v 1 и v 2 . По закону сохранения импульса . При столкновении атом водорода поглощает энергию W n,h , поэтому по закону сохранения энергии

Религиозный час и последний суд

В купе вошел продавец амбулаторного попугаев.

Террористическая толпа на вокзале во Франции

Пассажиры предупреждали полицию, боялись черной одежды и огромного пояса, который носил православный священник. Огромный лесной пожар в Канаде избежал контроля. Беспрецедентное насилие в американском городе Балтимор. Напряженные столкновения произошли между полицейскими, мобилизованными на улицах и группами протестующих.

Румыния, Болгария и Сербия готовы закрыть свои границы, чтобы остановить волну мигрантов

Восстание Хаути, поддержанное бывшим президентом Йемена, пытается захватить страну во главе с президентом Хади. Турецкое правительство также заявило, что между Турцией и Ватиканом существует «отсутствие доверия». По этой же причине также были задержаны глава местной полиции Яссы, Ливиу Хлибочану и начальник Службы контроля градостроительства Стефан Авиднейни.

Получаем систему уравнений:

Докажем, что энергия налетающей частицы будет минимальна, если после, столкновения частица и атом водорода движутся с одинаковыми скоростями (абсолютно неупругое столкновение). Выразим из первого уравнения системы и подставим во второе уравнение, тогда получим:

Если в румынском образовании в последнее время не появилось слишком много гениев науки и культуры, оно преуспело в сексуальных скандалах, взяточничестве и употреблении наркотиков. Одним из главных условий экономического развития страны является безопасный и быстрый транспорт.

Ядерный гамбит Китая, Индии и Соединенных Штатов

Курдские репрессии - война Турции против собственного меньшинства

Стратегия России в гражданской войне в Сирии. Греция собирается прекратить выплаты, в основном - обанкротиться из-за расхождений с внешними кредиторами с точки зрения реформ в программе финансовой жесткой экономии на уровне задолженности в 240 миллиардов евро.

Таким образом, энергия налетающей частицы W 0 выражена как квадратичная функция от v 1 с первым положительным коэффициентом

Такая функция имеет минимум в точке где Итак, скорость, соответствующая минимуму W 0 :

Ледники в Сахаре или плавание на континентах

Дело Косово поставило под стражу этническую группу на самоопределение и привело к изменению мирового порядка. Русские в Украине также просят об этом. Почему некоторые этнические группы имеют это право на самоопределение, а другие нет? Как правило, планеты-гиганты, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, имеют состав ближе к Солнцу, чем Земля, доминируя над светлыми элементами.

Неандертальцы - Люди льда

Хотели бы мы жить в доме, где все будет упорядоченным, контролируемым, ярким или темным, как мы желаем? Сегодня вечером наблюдая за небом по вечерам, мы узнаем созвездия, среди которых тишина планет в их гелиоцентрическом движении. Но иногда звезды появляются как звезды, движущиеся быстро к звездам, видя их глазами, становясь ярче и имеют длинный длинный хвост. Есть ли посетители солнечной системы?

При этом

Итак, доказано, что энергия налетающей частицы минимальна, если после столкновения частицы движутся с одинаковыми скоростями, т.е. v 1 =v 2 . Минимальное значение энергии налетающей частицы

В случае, когда через водород пропускают электроны, поэтому т.е. вся энергия электронов поглощается водородом, который переходит в возбужденное состояние. Электроны приобретают энергию, пройдя ускоряющую разность потенциалов и 0 , т.е.

Водный дайвинг или водный путь, река вверх по течению от Лондона и прибрежный морской берег, Темза, которые английские называют ласковым «старым отцом Темзой», несут свои повороты и поворачиваются на 209 миль на юге Англии между холмы Костволов и Северное море.

Что происходит со звездами после того, как они исчерпали свои ядерные резервы и больше не могут разжечь последующие? С термоядерными реакциями начинается вторая фаза жизни звезды. Звезда полностью сформирована, не сжимается и не расширяется, силы находятся в равновесии.

Звезда в своем существовании льет потоки энергии вокруг нее, что она больше не восстанавливается. Энергия исходит из массы звезды, которая, хотя и очень медленная, но со временем уменьшается. С софистов, мышление достигло своего пика почти головокружительный с силой абстракции, лежащей в основе всей философии бизнеса времени и сложности, в целом, удалось пройти формальный характер мышления всей работы надлежащего знания человеческого ума.

В случае, когда через водород пропускают протоны, отношение т/М= 1, поэтому минимальная энергия налетающих протонов

Таким образом, минимальная ускоряющая разность потенциалов для протонов равна 20,4 В.
Ответ: 20.4 В.

4) Какие спектральные линии появятся при возбуждении атомарного водорода электронами с энергией W =12. 1 эВ?

Противоречие между существованием ограничений неизбежных, налагаемое божественной и человеческой свободой - противоречие разрешаться стоиками, обращаясь к овладению желания и избежать конфликтов между ними и необходимостью диктовать бог или судьбы - будет оставаться проблемой для философской мысли следующих эпох.

Вдохновленный его мастером Эпикуром, Лукретю понимает философию как необходимость, завоеванную ценой борьбы со всеми формами суеверий и благодаря отступлению от превратностей человеческого состояния. Боги убили Сизифа, чтобы свалить скалу на вершину горы, где камень упал до собственного веса. Сокотизера был совершенно прав, что не было более мягкого наказания, чем труд напрасно и безнадежно.

Решение:

Вся энергия электронов поглощается водородом, который возбуждается и переходит из основного энергетического состояния с п =1 в некоторое состояние, характеризуемое натуральным числом k . По закону сохранения энергии С другой стороны: где W ион = 13. 6 эВ. Получаем уравнение

Макиавелли становится секретарем второй канцелярии. Спиноза часто посещает христианские круги либералов и свободных мыслителей. Происходя в афинской дворянской семье, Платон в детстве стал свидетелем краха Афин после войны в Пелопоннесе и тирании тридцати после падения демократического режима. В возрасте 20 лет он встречает Сократа и, под его влиянием, выбирает путь философских размышлений.

Говорит зять Муссолини: дневник Сиано

Он учился в Боннском университете, где затем стал профессором. В эти годы он открывает Шопенгауэра и связывает дружбу с Вагнером. Еще шесть месяцев войны: май-ноябрь. Структура общества была, по сути, феодальной. Это было основано на привилегии рождения и земельного богатства.

Иэ состояния с k =3 возможен прямой переход в состояние с п =1 или п= 2, а также переход со второго энергетического уровня на первый. Таким образом, получится три спектральных линии. Рассчитываем соответствующие длины волн, используя формулу

Для французского единства исчезновение Дарлана имеет большие последствия. Говорят, что они были привиты, невысказаны, хищно, невнимательны - думайте только, что гигантский Голиаф был избит огненными Давидом - ворами, пиратами и изменниками выше - Далила - лучшая!

Люди воина, все время участвующие в конфликтных ситуациях, которые вели многочисленные битвы, сопровождаемые метелями и поражениями, веками жили на обширной территории, которая включала степную область на севере побережья Черного моря. Когда оруженосцы прибыли на берег озера Гватавита, они обнаружили, что его воды скрывают изумруд и золото, хотя церемония Золотого человека больше не практикуется.

Переходу из состояния с k =3 в состояние с n= 1 соответтвует спектральная линия с длиной волны

Переходу из состояния с k =3 в состояние с п =2 соответствует спектральная линия с длиной волны

Переходу из состояния с k =2 в состояние с n =1 соответствует спектральная линия с длиной волны

5) Напряженность электрического поля в электромагнитной волне с частотой модулированной по амплитуде с частотой меняется со временем по закону: где А — постоянная. Определить энергию электронов, выбиваемых этой волной из атомов газообразного водорода с энергией ионизации W ион =13.6 эВ.

Решение:

Преобразуем выражение для напряженности электрического поля:

Таким образом, модулированная по амплитуде волна представляет собой сумму трех монохроматических волн с частотами В соответствии с постулатами Бора атом водорода может излучать и поглощать электромагнитную энергию только определенными порциями (квантами). Вычислим кванты энергии, соответствующие найденным монохроматическим волнам.

Для волны с частотой

Для волны с частотой

Энергия ионизации атома водорода и, как видно, она больше, чем Поэтому кванты с частотами не могут ионизировать атом водорода. Ионизацию вызывает только квант с частотой и по закону сохранения энергии энергия выбитых этим квантом электронов

Ответ: W e = 0.88 эВ.

6) В периодической таблице рядом расположены три элемента X, У, S . Радиоактивный изотоп элемента X превращается в элемент У , а тот, в свою очередь, — в элемент S . Последний превращается в изотоп исходногоα -распад.

7) Ядро нептуния после α и β -распадов превращается в ядро висмута. Какое число α и β -распадов происходит при этом?

Решение:

В результате распадов массовое число изменяется на 237 - 209 = 28 атомных единиц. Как известно, при β -распаде масса ядра не изменяется, следовательно, изменение массового числа происходит только за счет α -распадов. При одном α -распаде массовое число изменяется на 4 атомные едини-цы, значит, должно произойти 28/4 = 7 α -распадов. При этом заряд ядра должен уменьшиться на 7·2 = 14 элементарных зарядов. В нашем случае уменьшение заряда ядра равно 93 - 83 = 10. Следовательно, в результате β -распадов заряд увеличился на 14 - 10 = 4 элементарных заряда. Так как при одном β -распаде заряд ядра увеличивается на 1 элементарный заряд, то должно произойти 4/1 = 4 β -распада.

Материалы по теме:

Карта сайта