Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00047835

Что тут происходит. На диаграмме семь уровней энергии атома, от нижнего $E_1$ до верхнего $E_7$. Опускаясь с верхнего уровня на нижний, атом излучает фотон, и энергия фотона равна разности энергий этих уровней (постулат Бора):

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

На рисунке есть и другие стрелки (подъёмы и спуск $E_7\to E_2$), но в задаче участвуют только два перехода, названные в условии.

Энергия фотона. В первом опыте атом падает с $E_5$ на $E_1$, во втором — с $E_2$ на $E_1$. Конец у обоих переходов один и тот же, $E_1$, а начало во втором опыте гораздо ниже: уровень $E_2$ на рисунке лежит ниже $E_5$. Значит, $E_2-E_1\lt E_5-E_1$ — энергия фотона уменьшается: 2.

Длина волны. Энергия фотона и длина волны связаны формулой

$$E_{\text{ф}}=\dfrac{hc}{\lambda},\qquad \lambda=\dfrac{hc}{E_{\text{ф}}}.$$

Энергия стоит в знаменателе: она уменьшилась — длина волны увеличилась: 1.

Проверим себя: короткий спуск атома даёт «слабый», длинноволновый фотон (ближе к красному краю), длинный спуск — коротковолновый. Итог: 21.