Физика (стр. 2 )

Задача 1

Найти полную энергию E  и скорость электрона v на первой боровской орбите в атоме водорода. Чему равен период вращения электрона Т на этой орбите?

Дано:

n = 1 

здесь: номер орбиты, масса электрона, модуль его заряда,

электрическая постоянная, постоянная Планка.  Решение. Полную энергию электрона найдем по формуле:

Скорость электрона найдем из формулы:

,

Период вращения  Т  связан с линейной скоростью  известным из кинематики соотношением:

, с учетом, что , получим:

Подставим числа и произведем вычисления:

эВ

Ответ: Е=13,75 эВ, ,

Задача 2

При облучении атома водорода квантами монохроматического света электрон перешел с первой стационарной орбиты на третью , а при возвращении в исходное состояние он перешел сначала с третьей орбиты на вторую , а затем со второй на первую. Определить  энергию квантов, и , излученных и поглощенных при этих переходах.

Дано: 

         

       

       

 

Дж 

               

Рис.1.

Решение. Энергию кванта, поглощенного атомом водорода при переходе электрона с первой орбиты на третью, т. е. при подъеме его с первого энергетического уровня на третий (рис.1а), определим по формуле Планка:

       ,  здесь частота поглощенной электромагнитной волны в

одном акте поглощения. Эту частоту можно определить по формуле Лаймана:

С учетом этого

Аналогичным образом определим энергию квантов и  ,  излученных возбужденным атомом водорода при переходе электрона с третьей орбиты на вторую, т. е. с третьего энергетического уровня на второй (рис. 1, б), и со второго на первый (рис.1, в):

Подставим числа и произведем вычисления:

Ответ: 

Задача 3

При какой минимальной температуре Т атомы атомарного водорода в результате столкновения станут испускать видимый свет?

Дано:

m=1

n=3

Т?

Решение. Чтобы атомы стали излучать видимый свет, их надо перевести из основного состояния с  m=1 в возбужденное состояние так, чтобы их электроны поднялись хотя бы на 3й энергетический уровень. Тогда они, испустив фотон с наименьшей энергией, могут опуститься с 3го на 2й уровень, поэтому испущенный фотон будет соответствовать видимому красному свету.