Question

Elektron w atomie wodoru zmienia orbite z trzeciej na druga. Oblicz energie fotonu emitowanego przez ten elektron

Answer 1

Aby obliczyć energię fotonu emitowanego przez elektron w atomie wodoru, gdy elektron zmienia orbitę z trzeciej na drugą, należy wykorzystać prawo fotoelektryczne Einsteina, które mówi, że energia fotonu jest równa różnicy energii poziomów energetycznych elektronu pomnożonej przez stałą Plancka h.

Energia elektronu na poziomie energetycznym n jest opisana przez równanie:

E_n = -13.6 eV / n^2

gdzie eV to jednostka energii elektronowolta, a n to numer poziomu energetycznego elektronu. Dla poziomu energetycznego n = 3 i n = 2 odpowiednio mamy:

E_3 = -13.6 eV / 3^2 = -13.6 eV / 9 = -1.51 eV

E_2 = -13.6 eV / 2^2 = -13.6 eV / 4 = -3.4 eV

Różnica energii pomiędzy poziomami 3 i 2 wynosi więc:

E_3 - E_2 = (-1.51 eV) - (-3.4 eV) = 1.89 eV

Stąd energia fotonu emitowanego przez elektron zmieniającego orbitę z trzeciej na drugą wynosi:

E = (E_3 - E_2) * h = (1.89 eV) * (4.14 x 10^-15 eV * s) = 7.86 x 10^-15 J

Jest to bardzo mała wartość, ponieważ energie poziomów energetycznych elektronów w atomie wodoru są bardzo małe w porównaniu do energii typowych fotonów, takich jak światło widzialne czy promieniowanie rentgenowskie.

Odpowiedź: Energia fotonu emitowanego przez elektron zmieniającego orbitę z trzeciej na drugą w atomie wodoru wynosi 7.86 x 10^-15 J.