Ημέρα: 5 Απριλίου 2015

Δείτε ΕΔΩ μια διαδραστική εφαρμογή.

Διέγερση – αποδιέγερση του ατόμου του υδρογόνου.

 

Άτομο υδρογόνου βρίσκεται στη θεμελιώδη ενεργειακή κατάσταση όπου η ενέργεια του ηλεκτρονίου είναι Ε₁ = -13,6eV και περιστρέφεται σε κυκλική τροχιά ακτίνας r₁ = 0,53 .10^-10m.

Α) Ηλεκτρόνιο-βλήμα, ξεκινώντας από την ηρεμία, επιταχύνεται μεταξύ δύο σημείων Α και Β διαφοράς δυναμικού V_AB = -13 V και αμέσως προσπίπτει στο άτομο του υδρογόνου.

Α1) Ποια είναι η κινητική ενέργεια του βλήματος στο σημείο Β; Δίνεται το φορτίο του q_β = -e.

A2) Ποια είναι η μέγιστη ενεργειακή στάθμη που μπορεί να διεγερθεί το άτομο και ποια η αντίστοιχη ακτίνα της κυκλικής τροχιάς;

Α3) Ποια θα είναι η κινητική ενέργεια του βλήματος, μετά τη σκέδαση, αν κατάφερε να διεγείρει το άτομο υδρογόνου στην μεγαλύτερη δυνατή ενεργειακή στάθμη;

Α4) Με πόσους τρόπους μπορεί να αποδιεγερθεί και πόσα φωτόνια σε κάθε τρόπο μπορεί να εκπέμψει το άτομο του υδρογόνου; Να κάνετε το διάγραμμα των ενεργειακών σταθμών, όπου να φαίνονται όλοι οι δυνατοί τρόποι αποδιέγερσης.

Α5) Ποιο είναι το μεγαλύτερο μήκος κύματος που μπορεί να εκπέμψει και σε ποια περιοχή του φάσματος ανήκει;

Β) Φωτόνιο μονοχρωματικής ακτινοβολίας μήκους κύματος 97nm προσπίπτει στο άτομο υδρογόνου και απορροφάται από αυτό.

Β1) Σε ποια ενεργειακή στάθμη διεγείρεται το άτομο;

Β2) Ποιο είναι το μικρότερο μήκος κύματος που μπορεί να εκπέμψει και σε ποια περιοχή του φάσματος ανήκει;

Δίνεται h = 6,6.10^-34J.s, c₀ = 3.10⁸ m/s, 1eV = 1,6.10^-19J και ότι το άτομο παραμένει διαρκώς ακίνητο κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης.

Απάντηση