Презентация по физике Решение задач "Атомная физика" (11 класс, физика)

Решение задач  «Атомная физика» Смирнова С.Г. учитель физики  МОУ «Луховский лицей»

Задача 1. Найдите энергию ионизации иона гелия Hе+. Решение.  У гелия два электрона, заряд ядра равен Z = 2 qe Электрон в атоме гелия, находящийся на ближайшей к ядру  орбите (n = 1), имеет энергию .  E 1  2  1 Z q m   2 2 1 8 4 e h 0 E и    0   – E 1  ( Z  ) 2  1 2 4 4 q m e  8 h 0    54 4эВ ,

Задача 2. Определите, на какую орбиту с основной (n = 1) перейдет  электрон при поглощении фотона энергией Eф = 2,46  10­18 Дж.  Решение.  E ф    h h 1   R k  1  1 2 1 1   R c  1  2 k  1 Rhc / 1  E ф  3     

Задача 3. В результате поглощения атомом фотона электрон в атоме  водорода перешел с первой боровской орбиты на вторую. Определите  частоту этого фотона. Решение.  1   R   сR 1 2 n 1 2 n  1  2 k  1  2 k    15 2 5 10Гц ,  Задача 4. Электрон в атоме водорода с первой орбиты переходит на  орбиту, радиус которой в девять раз больше. Какую энергию Е  должен поглотить атом? Решение.  Радиусы разрешенных орбит rn = r1  n2, следовательно, электрон  переходит на третью боровскую орбиту. Атом при этом должен  поглотить энергию Е = Е3 – E1 = Е1(1/9 – 1) =  (8/9)Е  ≈  12,1 эВ         

Задача 4. Определите максимальную и минимальную длину волны,  излучаемой атомом, в серии Бальмера. Решение. 1  1  2 n 1 2 2 R     R 1  1  2 n 1 2 2 max   min min   max 1 2 2 1 2 2   max   mi n  36 R 5 4 R    5 1 0974 10 , 4  74 1 1 09 ,  1 2 3  5 36  1 2 2 1 4  1  2 n 1  2 n 36   м      7 6 56 10 м ,   7      656 нм   м      7 0 3 65 10 м ,  7       3 65н   м                   

Задача 5. Определите максимальный номер орбиты, с которой  может перейти электрон в атоме водорода, чтобы излучение было  в видимой части спектра. Решение.  1 R n 2 2  4 n  4  min      min 4 1  2 n  R  (  min n  2  min n    2 1 2 2  1  1  2 n –   R   4 )  min  4  4 10 R  1  7    6 6 ,  4 10  7  7  4 10  1 0974 , 1          R    1 1  2 2 2 6  7 4 1 10м ,     1 0974 10 0 222м   ,   ,   7  1  7 0 244 10 м    ,  1    410 нм             

Задача 6. На рисунке  представлена схема энергетических уровней  атомов хрома в кристалле рубидия. Определите: 1) какой длины волны  должно быть излучение для так называемой «накачки», 2) какова длина  волны, излучаемой рубиновым лазером? Решение.   h   1   2 hc  1 hc  E 1 hc  E 2   E 1   7 5 64 10м ,      7 6 9 10м , 

1E Задача 7. На рисунке показана схема установки Д.Франка и Г.Герца.  Стеклянный сосуд заполнен парами ртути. Источник      подключен  между подогреваемым катодом и сеткой через потенциометр,  регулирующий подаваемое напряжение. Между сеткой и анодом  подключена небольшая ЭДС     , создающая задерживающее поле.  Амперметр показывает силу тока в анодной цепи. На рисунке 2 показана  зависимость силы тока от напряжения между катодом и сеткой.  Объясните эту зависимость, исходя из положения, что внутренняя  энергия атома может принимать только дискретные значения. Решение. 2E