Question

атоми гідрогену в основному стані поглинають фотони з довжиною хвилі 102 8 нм. Скільки різних спектральних ліній можна спостерігати за переходу атомів у незбудженому стані.​

Answer 1

Ответ:

Це запитання про метафору світла: вона пов'язана з темою. Щоб знайти відповідь на запитання, потрібно знайти кількість спектральних ліній у незбудженому стані атомів.

У незбудженому стані атоми поглинають фотони і випромінюють енергетичні переходи з невизначеною енергією. Розрізнення енергетичних рівнів атомів дає можливість визначити кількість спектральних ліній.

У незбудженому стані атома водню, вони поглинають фотони з довжиною хвилі 102,8 нм. Розрізнення енергетичних рівнів атома дає можливість визначити кількість спектральних ліній.

Кількість спектральних ліній атома водню можна визначити за допомогою формули серії Бальмера:

n = 2-3-4-5-6...

Ця серія визначає енергетичні рівні атома. За допомогою цієї формули можна визначити кількість спектральних ліній:

1 + 3 + 5 + 7 + 9 + ... = ∞

Тому в незбудженому стані атома водню є нескінченна кількість спектральних ліній.

Answer 2

Атоми в основному стані гідрогену можуть поглинати фотони лише певних довжин хвиль, які відповідають різним спектральним лініям. Ці спектральні лінії виникають при переході атомів гідрогену з збудженого в незбуджений стан.

Для його аналізу ми використовуємо спектральний ряд гідрогену, який був розроблений Йоганном Бальмером у 1885 році. У цьому ряду довжина хвилі спектральних ліній визначається за формулою:

1/λ = R(1/n1^2 - 1/n2^2),

де R - константа Рідберга (R ≈ 1,0973732 x 10^7 m^-1), n1 та n2 - цілі числа, які відповідають енергетичним рівням атома.

У спектральному ряді гідрогену можна спостерігати безліч спектральних ліній, але питання у завданні стосується переходу атомів у незбуджений стан. В незбудженому стані атоми гідрогену знаходяться на першому енергетичному рівні, тобто їх електрон залишається на найбільш внутрішній орбіті. Таким чином, для визначення спектральних ліній, які можна спостерігати за переходу атомів в незбуджений стан, потрібно знайти значення n2, яке відповідає переходу атомого електрона з збудженого стану на перший енергетичний рівень, або n2 = 1.

Тепер можемо визначити всі можливі значення n1 для переходів з збудженого стану в незбуджений:

1/λ = R(1/n1^2 - 1/1^2).

Ця формула буде вірна для всіх спектральних ліній у видимому діапазоні та ультрафіолетовому діапазоні.

Для заданої довжини хвилі λ = 102,8 нм, підставимо це значення у формулу і вирішимо її для n1:

1/102,8 = R(1/n1^2 - 1/1^2).

Отримаємо:

1/102,8 = R(1/n1^2 - 1)

1/n1^2 - 1 = 102,8/R.

Використовуючи значення R, ми отримуємо:

1/n1^2 - 1 = 102,8/(1,0973732 x 10^7)

1/n1^2 - 1 = 0,000009431.

Позначимо 1/n1^2 як х, отримуємо:

х - 1 = 0,000009431.

Отже, х = 1,000009431.

Підставивши це значення назад, ми отримуємо:

1/n1^2 = 1,000009431.

Витягнувши квадратний корінь, ми отримуємо:

1/n1 = 1,000004715

n1 = 1/(1,000004715)

n1 ≈ 0,999995285.

Таким чином, для переходу з збудженого стану атомів гідрогену у незбуджений стан можна спостерігати лише одну спектральну лінію.