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발생하는 에너지 수준 전이가 주어진 수소 원자에 의해 방출되는 광자의 주파수를 어떻게 계산할 수 있습니까?

에너지 수준 전이 동안 수소 원자에 의해 방출되는 광자의 주파수를 계산하는 방법은 다음과 같습니다.

개념 이해

* 에너지 수준 : 수소 원자는 전자가 차지할 수있는 특정 에너지 수준을 갖는다. 이 수준은 양자화되므로 특정 이산 에너지 만 허용됩니다.

* 전환 : 전자가 더 높은 에너지 수준에서 움직일 때 (n i ) 더 낮은 에너지 수준으로 (n < f ), 그것은 광자 형태로 에너지를 방출합니다.

* 광자 에너지 : 방출 된 광자의 에너지는 두 수준 사이의 에너지 차이와 같습니다.

* 플랑크의 관계 : 광자 (e)의 에너지는 방정식 E =Hν에 의한 주파수 (ν)와 관련이 있으며, 여기서 H는 플랑크의 상수 (6.626 x 10 -34 입니다. J · s).

주파수를 계산하는 단계

1. 에너지 차이를 결정하십시오 :

* 다음 공식을 사용하여 초기 (n i 사이의 에너지 차이 (ΔE)를 계산하십시오. ) 및 Final (n f ) 에너지 수준 :

ΔE =-13.6 ev * (1/n f 2 -1/n i 2 ))

어디:

* 13.6 eV는 수소의 이온화 에너지입니다

* n i 및 n f 초기 및 최종 에너지 수준의 주요 양자 수입니다.

2. 에너지를 줄로 변환 :

* Planck의 상수가 Joule-Seconds (J · s)에 있기 때문에 전환 계수를 사용하여 전자 볼트 (EV)와 Joules (J)에서 에너지 차이를 줄무늬로 변환합니다. J.

3. 주파수를 계산합니다 :

* Planck의 관계 (e =hν)를 사용하여 광자의 주파수 (ν)를 찾으십시오.

ν =e / h

예 :

수소 원자가 n =3 에너지 수준에서 n =2 에너지 수준으로 전이한다고 가정 해 봅시다.

1. 에너지 차이 :

* ΔE =-13.6 ev * (1/2 2 -1/3 2 ) =-1.89 ev

2. 줄의 에너지 :

* ΔE =-1.89 EV * 1.602 X 10 -19 j/ev =-3.03 x 10 -19 J (음수 부호는 에너지가 방출되었음을 나타냅니다)

3. 주파수 :

* ν =| -3.03 x 10 -19 J | / 6.626 x 10 -34 j · s =4.57 x 10 14 HZ

결과 : 이 전이 동안 방출 된 광자의 주파수는 약 4.57 x 10 14 입니다. HZ.

중요한 참고 : 이 계산은 수소 원자 내의 전이에 적용됩니다. 다른 원자의 경우 에너지 수준 구조 및 이온화 에너지가 다를 것입니다.

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