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.