Задание 21 ЕГЭ по физике · FCD901
Частота фотона при образовании атома
Электрон, имеющий импульс p = 2·10<?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace />–24 кг·м/с, сталкивается с покоящимся протоном, образуя атом водорода в состоянии с энергией En (n = 2).
В процессе образования атома излучается фотон. Найдите частоту ν этого фотона, пренебрегая кинетической энергией атома. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой
En=−13,6 n2 эВ, где n = 1, 2, 3, … .
В процессе образования атома излучается фотон. Найдите частоту ν этого фотона, пренебрегая кинетической энергией атома. Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой
En=−13,6 n2 эВ, где n = 1, 2, 3, … .
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Начальная кинетическая энергия электрона определяется его импульсом:
Ek=p22mₑ=2⋅10−2422⋅9,1⋅10−31≈2,20⋅10−18 Дж
Переведём кинетическую энергию в электронвольты:
Ek≈2,20⋅10−181,6⋅10−19≈13,7 эВ
Энергия атома водорода в состоянии n=2 равна:
E2=−13,622=−3,4 эВ
По закону сохранения энергии энергия фотона равна начальной кинетической энергии электрона минус энергия образовавшегося атома:
Eγ=Ek−E2=13,7−(−3,4)=17,1 эВ
Используем связь энергии фотона с его частотой:
ν=Eγh=17,1⋅1,6⋅10−196,63⋅10−34≈4,1⋅1015 Гц
Ek=p22mₑ=2⋅10−2422⋅9,1⋅10−31≈2,20⋅10−18 Дж
Переведём кинетическую энергию в электронвольты:
Ek≈2,20⋅10−181,6⋅10−19≈13,7 эВ
Энергия атома водорода в состоянии n=2 равна:
E2=−13,622=−3,4 эВ
По закону сохранения энергии энергия фотона равна начальной кинетической энергии электрона минус энергия образовавшегося атома:
Eγ=Ek−E2=13,7−(−3,4)=17,1 эВ
Используем связь энергии фотона с его частотой:
ν=Eγh=17,1⋅1,6⋅10−196,63⋅10−34≈4,1⋅1015 Гц
Пример ответа
ν ≈ 4,1 · 1015 Гц
Источник: Открытый банк ФИПИ FCD901
Похожие задания
21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.