Помогите решить работу по физике

1. Количество квантов с различной энергией:

Когда электрон атома водорода находится на 4-й орбите, он может вернуться на основную орбиту (n=1) различными путями, испуская фотоны с разной энергией. Чтобы вычислить число возможных переходов, используем формулу:

N = n(n-1)/2

где n - номер орбиты, с которой начинается переход.

В нашем случае n=4, поэтому:

N = 4(4-1)/2 = 4*3/2 = 6

Таким образом, атом водорода может испустить 6 квантов с различной энергией при переходе с 4-й орбиты на основную.

2. Длина волны электромагнитного излучения при переходе с 6 на 2 уровень:

Для вычисления длины волны используем формулу Ридберга для водорода:

1/λ = R (1/n₂² - 1/n₁²)

где:

λ - длина волны
R - постоянная Ридберга (R ≈ 1.097 x 10⁷ м⁻¹)
n₁ - номер конечного энергетического уровня (в нашем случае 6)
n₂ - номер начального энергетического уровня (в нашем случае 2)
Подставим значения:

1/λ = 1.097 x 10⁷ (1/2² - 1/6²) 1/λ = 1.097 x 10⁷ (1/4 - 1/36) 1/λ = 1.097 x 10⁷ (9/36 - 1/36) 1/λ = 1.097 x 10⁷ (8/36) 1/λ = 1.097 x 10⁷ (2/9) 1/λ ≈ 2.437 x 10⁶ м⁻¹

Теперь найдем λ:

λ = 1 / (2.437 x 10⁶) ≈ 4.10 x 10⁻⁷ м

Переведем в нанометры (нм):

λ ≈ 4.10 x 10⁻⁷ м * 10⁹ нм/м = 410 нм

Таким образом, длина волны электромагнитного излучения равна примерно 410 нм. Это соответствует фиолетовой области видимого спектра.

3. Изменение энергии при переходе из 2 в 5 энергетическое состояние:

Энергия атома водорода на n-ом уровне определяется формулой:

Eₙ = -E₁/n²

где:

Eₙ - энергия на n-ом уровне
E₁ - энергия основного состояния (13.6 эВ)
n - номер энергетического уровня
Вычислим энергию на 2-м и 5-м уровнях:

E₂ = -13.6 эВ / 2² = -13.6 эВ / 4 = -3.4 эВ E₅ = -13.6 эВ / 5² = -13.6 эВ / 25 = -0.544 эВ

Найдем изменение энергии (ΔE):

ΔE = E₅ - E₂ = -0.544 эВ - (-3.4 эВ) = 2.856 эВ

Чтобы узнать, во сколько раз изменилась энергия, поделим конечную энергию на начальную:

E₅ / E₂ = -0.544 эВ / -3.4 эВ ≈ 0.16

Т.к. требуется знать, во сколько раз изменится, а не каким станет соотношение, надо посчитать во сколько раз больше/меньше стало изменение энергии:

ΔE / abs(E2) = 2.856 / 3.4 = 0.84

Ответ:

Атом водорода может испустить 6 квантов с различной энергией.
Длина волны электромагнитного излучения при переходе с 6 на 2 уровень равна примерно 410 нм.
Энергия атома водорода изменится на 2.856 эВ. Энергия атома водорода возрастет в 0.84 раза (относительно начального состояния).