На рисунке изображена упрощённая диаграмма нижних энергетических уровней атома. Нумерованными стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями. Какой из этих четырёх переходов связан с поглощением света наименьшей частоты, а какой – с излучением света наибольшей частоты? Установите соответствие между процессами поглощения и испускания света и стрелками, указывающими энергетические переходы атома. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение:
Согласно постулатам Бора, атом может излучать энергию только при переходе с верхних уровней на нижние, а поглощение энергии происходит при переходе с нижних уровней на верхние.
Энергия перехода в атоме определяется разностью энергий уровней: где — частота, — длина волны.
- Чтобы поглощался свет с наименьшей длиной волны (что соответствует наибольшей частоте и, следовательно, наибольшей энергии), требуется максимальная энергия перехода среди поглощений. Самый высокий скачок вверх на диаграмме — это переход с уровня на уровень , обозначенный стрелкой 4.
- Чтобы излучался свет с наибольшей частотой (что соответствует наибольшей энергии), требуется максимальная энергия перехода среди излучений. Самый высокий скачок вниз на диаграмме — это переход с уровня на уровень , обозначенный стрелкой 2.
Следовательно: Поглощение света с наименьшей длиной волны — 4. Излучение света с наибольшей частотой — 2.