Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00047834

Что тут происходит. Горизонтальные линии — уровни энергии атома: ниже всех $E_0$, выше идут $E_1$, $E_2$, $E_3$, $E_4$, а пунктир «0» — граница, выше которой электрон уже не связан с атомом. Стрелки — переходы атома с уровня на уровень. По постулатам Бора, поднимаясь на более высокий уровень, атом поглощает фотон, а опускаясь — излучает. Энергия фотона равна разности энергий двух уровней:

$$E_{\text{ф}}=h\nu=E_{\text{верх}}-E_{\text{низ}}.$$

Во втором столбце каждый переход записан парой уровней в том порядке, в каком их проходит атом: $E_1-E_0$ — спуск с $E_1$ на $E_0$, $E_0-E_2$ — подъём с $E_0$ на $E_2$. Сверим с рисунком: стрелки 1 ($E_1\to E_0$) и 2 ($E_4\to E_0$) направлены вниз — это излучение; стрелки 3 ($E_0\to E_2$) и 4 ($E_0\to E_3$) направлены вверх — это поглощение. Номера вариантов здесь совпадают с номерами стрелок.

А) Поглощение света наименьшей частоты. Частота пропорциональна энергии фотона: $\nu=\dfrac{E_{\text{ф}}}{h}$. Значит, нужен подъём с наименьшей разностью уровней. Оба подъёма начинаются на $E_0$, а заканчиваются на $E_2$ и на $E_3$. Уровень $E_2$ ниже, поэтому $E_2-E_0\lt E_3-E_0$. Подходит переход $E_0\to E_2$ — вариант 3.

Б) Излучение света наибольшей энергии. Спусков два: с $E_1$ и с $E_4$, оба заканчиваются на $E_0$. Больше энергии уносит фотон, когда атом падает с более высокого уровня: $E_4-E_0\gt E_1-E_0$. Это вариант 2.

Проверим себя по рисунку: самая длинная из всех стрелок — спуск с $E_4$, ему и соответствует фотон наибольшей энергии; самый короткий подъём — на $E_2$. Получаем: А — 3, Б — 2.