Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00047839

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 длины волны. Длина волны обратна энергии фотона ($\lambda=\dfrac{hc}{E}$), поэтому нужен подъём с наименьшей энергией: $10{,}2\lt13{,}1$. Вариант 4.

Б) Излучение света наименьшей энергии. Из двух спусков меньше энергии уносит тот, что начинается ниже: уровень $-1{,}5$ лежит ниже уровня $-0{,}9$, и $12{,}1\lt12{,}7$. Вариант 3.

Проверим себя: оба раза мы выбрали самую короткую стрелку в своей группе — короткий подъём и короткий спуск, потому что и длинная волна, и малая энергия означают «слабый» фотон. Итог: А — 4, Б — 3.