Дано:
Переход электрона между 4 и 1 уровнями энергии атома водорода.
Нам дана постоянная Планка, ℏ = 4 * 10^(-15) эВ * с.
Для нахождения длины волны излучаемого света воспользуемся формулой для расчета длины волны водородного спектра, которая выражается через постоянную Планка и разность энергий между двумя уровнями энергии электрона:
[ \lambda = \frac{hc}{\Delta E} ]
Где:
λ - длина волны излучаемого света
h - постоянная Планка (ℏ)
c - скорость света в вакууме (~3 * 10^8 м/с)
ΔE - разность энергии между начальным и конечным уровнями электрона.
Для атома водорода разность энергий между двумя энергетическими уровнями можно вычислить с использованием формулы Бальмера:
[ \Delta E = 13.6 * \left( \frac{1}{n_{2}^2} - \frac{1}{n_{1}^2} \right) ]
Где:
n₁ - начальный уровень энергии (здесь 4)
n₂ - конечный уровень энергии (здесь 1)
Теперь можем вычислить длину волны излучаемого света:
Вычислим разность энергий между уровнями 4 и 1 для атома водорода:
[ \Delta E = 13.6 * \left( \frac{1}{1^2} - \frac{1}{4^2} \right) ]
[ \Delta E = 13.6 * \left(1 - \frac{1}{16} \right) ]
[ \Delta E = 13.6 * \left(1 - \frac{1}{16} \right) ]
[ \Delta E = 13.6 * \left(\frac{15}{16} \right) ]
[ \Delta E = 13.6 * \frac{15}{16} ]
[ \Delta E = 13.6 * 0.9375 ]
[ \Delta E ≈ 12.75 \text{ эВ} ]
Теперь найдем длину волны излучаемого света:
[ \lambda = \frac{hc}{\Delta E} ]
[ \lambda = \frac{(4 * 10^{-15} \text{ эВ * с})(3 * 10^8 \text{ м/с})}{12.75 \text{ эВ}} ]
[ \lambda = \frac{12 * 10^{-7} \text{ эВ * м}}{12.75 \text{ эВ}} ]
[ \lambda = \frac{12 * 10^{-7} \text{ м}}{12.75} ]
[ \lambda ≈ 9.41 * 10^{-7} \text{ м} ]
Итак, длина волны излучаемого света при переходе электрона между 4 и 1 уровнями энергии атома водорода составляет примерно 9.41 * 10^(-7) метров.