Fizică Fizică nucleară
Exercitii rezolvate niveluri energetice atomice
Exercițiile cu niveluri energetice atomice implică calculul energiei emise sau absorbite la tranzițiile electronilor între orbite. Rezolvarea se bazează pe formula lui Bohr: ΔE = E_final - E_inițial. De exemplu, pentru hidrogen, E_n = -13.6 eV / n².
Exemplu 1: Tranziție în atomul de hidrogen
- 1 Enunț Calculează energia fotonului emis când electronul trece de la n=3 la n=2 în atomul de hidrogen.
- 2 Pasul 1: Calculează energiile nivelilor E_3 = -13.6 / 3² = -1.51 eV; E_2 = -13.6 / 2² = -3.4 eV.
- 3 Pasul 2: Aplică formula ΔE ΔE = E_2 - E_3 = (-3.4) - (-1.51) = -1.89 eV. Energia emisă este 1.89 eV (valoarea pozitivă).
- 4 Pasul 3: Convertește în jouli dacă e necesar 1 eV = 1.6×10⁻¹⁹ J, deci 1.89 eV = 3.02×10⁻¹⁹ J.
Exemplu 2: Lungime de undă a fotonului
- 1 Enunț Un foton cu λ = 656 nm este absorbit de hidrogen. Determină tranziția.
- 2 Pasul 1: Calculează energia fotonului E = hc/λ, cu h = 6.63×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s. λ = 656×10⁻⁹ m → E = 3.03×10⁻¹⁹ J = 1.89 eV.
- 3 Pasul 2: Identifică nivelurile Compară cu ΔE din exemplul 1: 1.89 eV corespunde tranziției de la n=3 la n=2 (sau invers).
- 4 Pasul 3: Verifică Aceasta este linia roșie din spectrul hidrogenului.
Exersează cu diverse valori ale lui n și folosește constantele corecte pentru conversii.