РЕШУ УРОК — физика 10-11

Задания

Тип 33 № 3323 Добавить в вариант

Источник: Гельфгат И. М. Сборник задач по физике для 11 класса, Х.: «Гимназия», 2004 (№ 11.15)

Атомная физика. Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза де Бройля, Экспериментальное подтверждение справедливости гипотезы де Бройля

Какую минимальную скорость должны иметь электроны, чтобы перевести атом водорода с первого энергетического уровня на третий, если энергия ионизации атома водорода равна 13,55 эВ? Каковы частоты излучаемых после этого электромагнитных волн?

Решение. Ионизация атома водорода происходит при переходе с энергетического уровня $E_1$ на энергетический уровень $E_ бесконечность ,$ энергия которого равна 0. Следовательно, на первом уровне атом обладает энергией - 13,55 эВ. Тогда можно найти энергии 2-го и 3-го уровней:

$E_2= минус дробь: числитель: 13,55, знаменатель: 4 конец дроби \approx минус 3,39 эВ;$ $E_3= минус дробь: числитель: 13,55, знаменатель: 9 конец дроби = минус 1,51 эВ.$

Кинетическая энергия электрона равна $дробь: числитель: m v в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби =E_3 минус E_1,$ откуда скорость электрона

$v = корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 2 левая круглая скобка E_3 минус E_1 правая круглая скобка , знаменатель: m конец дроби конец аргумента = корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 2 умножить на левая круглая скобка минус 1,51 плюс 13,55 правая круглая скобка умножить на 1,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 конец аргумента , знаменатель: 9,1 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 31 правая круглая скобка конец дроби правая круглая скобка \approx2,1 умножить на 10 в степени 6 м/с .$ $v = корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 2 левая круглая скобка E_3 минус E_1 правая круглая скобка , знаменатель: m конец дроби конец аргумента =$
$= корень из: начало аргумента: дробь: числитель: 2 умножить на левая круглая скобка минус 1,51 плюс 13,55 правая круглая скобка умножить на 1,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 конец аргумента , знаменатель: 9,1 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 31 правая круглая скобка конец дроби правая круглая скобка \approx2,1 умножить на 10 в степени 6 м/с .$

По постулату Бора $h\nu=E_n минус E_k,$ таких переходов может быть три: $3arrow 2,3arrow 1,2arrow 1.$ Найдем эти частоты:

$\nu_1= дробь: числитель: левая круглая скобка минус 1,51 плюс 3,39 правая круглая скобка умножить на 1,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка , знаменатель: 6,63 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 34 правая круглая скобка конец дроби \approx4,54 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 14 правая круглая скобка Гц.$

$\nu_2= дробь: числитель: левая круглая скобка минус 1,51 плюс 13,55 правая круглая скобка умножить на 1,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка , знаменатель: 6,63 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 34 правая круглая скобка конец дроби \approx2,9 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 15 правая круглая скобка Гц.$

$\nu_3= дробь: числитель: левая круглая скобка минус 3,39 плюс 13,55 правая круглая скобка умножить на 1,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка , знаменатель: 6,63 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 34 правая круглая скобка конец дроби \approx2,45 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 15 правая круглая скобка Гц.$

Ответ: 2,1 · 10⁶ м/с; 4,54 · 10¹⁴ Гц; 2,45 · 10¹⁵ Гц; 2,9 · 10¹⁵ Гц.

3323

2,1 · 10⁶ м/с; 4,54 · 10¹⁴ Гц; 2,45 · 10¹⁵ Гц; 2,9 · 10¹⁵ Гц.

Задачник: Гельфгат И. М. Сборник задач по физике для 11 класса, Х.: «Гимназия», 2004

Номер в задачнике: № 11.15

Ключ

№ п/п	№ задания	Ответ
1	3323	2,1 · 10⁶ м/с; 4,54 · 10¹⁴ Гц; 2,45 · 10¹⁵ Гц; 2,9 · 10¹⁵ Гц.