Zadanie 9: Widmo emisyjne atomu wodoru
- Arkusz
- CKE Grudzień 2024 · Grudzień · 2024
- Punkty
- 6 pkt
- Dział
- Fizyka atomowa i kwanty promieniowania elektromagnetycznego · Model atomu Bohra
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Zadanie dotyczy przejść elektronów między poziomami energetycznymi w atomie wodoru, emisji fotonów oraz analizy widma emisyjnego.
Treść zadania
Gdy elektron w atomie przechodzi ze stanu energetycznego o numerze i energii do stanu energetycznego o numerze i energii , gdzie , to emituje foton. Takie przejście elektronu między stanami energetycznymi w atomie oznaczymy jako . Atom wodoru emituje światło widzialne tylko podczas przejść typu , gdzie . Długości fal światła widzialnego w próżni mieszczą się w zakresie od około 400 nm (fiolet) do około 800 nm (czerwień). Na diagramie 1. przedstawiono pierwsze cztery poziomy energetyczne w atomie wodoru. Na osi energii zachowano skalę między długościami odcinków, których końce odpowiadają energiom: . Obok osi energii przedstawiono możliwe przejścia elektronu z poziomu energetycznego o numerze na poziom o numerze (gdzie ).
Zadanie 9.1. (0–2) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Długości fal odpowiadające przejściom są mniejsze od 400 nm.
2. Częstotliwość fotonu emitowanego podczas przejścia jest większa od częstotliwości fotonu emitowanego podczas przejścia .
3. Atom wodoru w stanie podstawowym może zostać zjonizowany w wyniku absorpcji fotonu odpowiadającego światłu fioletowemu.
Zadanie 9.2. (0–1) Na diagramie 2. przedstawiono cztery linie widmowe atomu wodoru w zakresie długości fal światła widzialnego. Linie widmowe odpowiadające przejściom i oznaczymy – odpowiednio – jako oraz . Na diagramie 2. zidentyfikuj linie widmowe oraz . Wpisz symbole i nad odpowiednimi liniami widmowymi.
Zadanie 9.3. (0–3) Oblicz – długość fali fotonu emitowanego podczas przejścia elektronu między stanami energetycznymi w atomie wodoru. Zapisz obliczenia. Wynik podaj zaokrąglony do trzech cyfr znaczących. Pomiń energię kinetyczną odrzutu atomu.
Odpowiedź i wynik końcowy
9.1: 1. P, 2. P, 3. F.
9.3: .