Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00047837

Что тут происходит. Подписи у линий — энергии уровней атома водорода в электронвольтах: нижний уровень $-13{,}6$ эВ, выше $-3{,}4$; $-1{,}5$; $-0{,}9$; $-0{,}5$ эВ, пунктир «0» — граница, за которой электрон отрывается от атома. Числа отрицательные, поэтому выше на рисунке стоит то, что ближе к нулю. По постулатам Бора атом, поднимаясь, поглощает фотон, а опускаясь — излучает; энергия фотона равна разности энергий уровней:

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

Посчитаем все четыре стрелки. Вниз: с $-1{,}5$ на $-13{,}6$ — $-1{,}5-(-13{,}6)=12{,}1$ эВ; с $-0{,}9$ на $-13{,}6$ — $12{,}7$ эВ. Вверх: с $-13{,}6$ на $-3{,}4$ — $10{,}2$ эВ; с $-13{,}6$ на $-0{,}5$ — $13{,}1$ эВ.

А) Поглощение света наибольшей частоты. Частота пропорциональна энергии фотона ($E=h\nu$), значит, нужен подъём с наибольшей энергией: $13{,}1\gt10{,}2$. Вариант 1.

Б) Излучение света наименьшей длины волны. Длина волны обратна энергии ($\lambda=\dfrac{hc}{E}$), значит, нужен спуск с наибольшей энергией: $12{,}7\gt12{,}1$. Вариант 2.

Проверим себя: в обеих строках просят самый «энергичный» фотон своей группы — самую высокую стрелку вверх и самую высокую стрелку вниз; спуск начинается выше ($-0{,}9$ выше $-1{,}5$) — и энергия больше. Итог: А — 1, Б — 2.