ID: 00028607
На рисунке изображена упрощённая диаграмма нижних энергетических уровней атома. Стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями.
Установите соответствие между процессами поглощения света наименьшей длины волны и излучения света наименьшей частоты и энергией соответствующего фотона. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ПРОЦЕСС ЭНЕРГИЯ ФОТОНА А) поглощение света наименьшей длины волны Б) излучение света наименьшей частоты
1) E _{1} – E _{0}
2) E _{2} – E _{0}
3) E _{3} – E _{0}
4) E _{4} – E _{0} А Б 1 2 3 4 1 2 3 4
Источник: ФИПИ
На диаграмме нарисованы уровни энергии атома E_0 (основной), E_1, E_2, E_3, E_4. Две стрелки идут вверх от E_0 (атом поглощает фотон и переходит на более высокий уровень): одна до E_2, другая до E_4. Две стрелки идут вниз, к E_0 (атом излучает фотон): одна с уровня E_1, другая с уровня E_3.
Энергия фотона при переходе между уровнями равна разности энергий этих уровней. Чем больше эта разность, тем больше энергия фотона и, соответственно, меньше длина волны (так как E=\dfrac{hc}{\lambda}, чем больше E, тем меньше \lambda).
А) Поглощение света наименьшей длины волны — значит, нужен самый энергичный из поглощаемых фотонов. Из двух переходов поглощения (E_0\to E_2 и E_0\to E_4) больше энергия у перехода на E_4, ведь E_4-E_0 \gt E_2-E_0. Это вариант 4.
Б) Излучение света наименьшей частоты — значит, нужен самый слабый из излучаемых фотонов (E=h\nu, чем меньше E, тем меньше \nu). Из двух переходов излучения (E_1\to E_0 и E_3\to E_0) меньше энергия у перехода с E_1, ведь E_1-E_0 \lt E_3-E_0. Это вариант 1.
И всё сходится: самый большой скачок энергии на диаграмме даёт самый коротковолновый фотон, а самый маленький скачок — самый низкочастотный.