На рисунке 1 изображена энергетическая диаграмма стационарных состояний атома водорода, Может ли атом, находящийся на энергетическом уровне п = 3, поглотить фотон, энергия…

Давайте разберемся с этим вопросом пошагово и подробно, чтобы понять, может ли атом водорода на уровне p=3 поглотить фотон энергии 0,71 эВ и перейти на уровень p=4.

Шаг 1. Общее правило для поглощения фотона атомом

Атом водорода может поглотить фотон только в случае, если энергия этого фотона точно соответствует разнице между двумя энергетическими уровнями атома. Иначе говоря:

\[ E_{фотона} = \Delta E = E_{p=4} - E_{p=3} \]

Шаг 2. Определение энергетических уровней

Энергетические уровни для атома водорода можно выразить формулой:

\[ E_p = -13,6\, \text{эВ} \times \frac{1}{p^2} \]

где \( p \) — главный квантовый номер уровня.

Для уровней \( p=3 \) и \( p=4 \):

\[ E_3 = -13,6\, \text{эВ} \times \frac{1}{3^2} = -13,6\, \text{эВ} \times \frac{1}{9} \approx -1,51\, \text{эВ} \]

\[ E_4 = -13,6\, \text{эВ} \times \frac{1}{4^2} = -13,6\, \text{эВ} \times \frac{1}{16} \approx -0,85\, \text{эВ} \]

Шаг 3. Вычисление энергии перехода

Разница между уровнями:

\[ \Delta E_{3 \to 4} = E_4 - E_3 = -0,85\, \text{эВ} - (-1,51\, \text{эВ}) = 0,66\, \text{эВ} \]

Обратите внимание: разница положительна и равна примерно 0,66 эВ.

Шаг 4. Сравнение с энергией фотона

Поглощение возможно, если энергия фотона равна разнице между уровнями.

Дано:

\[ E_p = 0,71\, \text{эВ} \]

а разница составляет approximately 0,66 эВ.

Поскольку 0,71 эВ ≠ 0,66 эВ, то фотон с энергией 0,71 эВ не сможет поглотиться и вызвать переход с уровня 3 на уровень 4, потому что его энергия чуть превышает необходимую для такого перехода.

Итог:
Нет, атом, находящийся на уровне p=3, не может поглотить фотон с энергией 0,71 эВ и перейти на уровень p=4, так как энергия фотона не соответствует точной разнице между этими уровнями, а только немного превышает ее.

Если есть дополнительные вопросы или нужна помощь с другими уровнями, пожалуйста, обращайтесь!