Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ЕГЭ — физика
Энергетические переходы в атоме
1.  
i

Пред­по­ло­жим, что схема ниж­них энер­ге­ти­че­ских уров­ней ато­мов не­ко­е­го эле­мен­та имеет вид, по­ка­зан­ный на ри­сун­ке, и атомы на­хо­дят­ся в со­сто­я­нии с энер­ги­ей E в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка . Элек­трон, столк­нув­шись с одним из таких ато­мов, в ре­зуль­та­те столк­но­ве­ния по­лу­чил не­ко­то­рую до­пол­ни­тель­ную энер­гию. Ки­не­ти­че­ская энер­гия элек­тро­на до столк­но­ве­ния рав­ня­лась 2,3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 19 пра­вая круг­лая скоб­ка Дж. Опре­де­ли­те им­пульс элек­тро­на после столк­но­ве­ния с ато­мом. Воз­мож­но­стью ис­пус­ка­ния света ато­мом при столк­но­ве­нии с элек­тро­ном пре­не­бречь, до столк­но­ве­ния атом счи­тать не­по­движ­ны­ми.

2.  
i

На ри­сун­ке пред­став­ле­ны энер­ге­ти­че­ские уров­ни элек­трон­ной обо­лоч­ки атома и ука­за­ны ча­сто­ты фо­то­нов, из­лу­ча­е­мых и по­гло­ща­е­мых при пе­ре­хо­дах с од­но­го уров­ня на дру­гой. Ка­ко­ва длина волны фо­то­нов, по­гло­ща­е­мых при пе­ре­хо­де с уров­ня E_1 на уро­вень E_4 если  \nu_13=6 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 14 пра­вая круг­лая скоб­ка Гц, \nu_24=4 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 14 пра­вая круг­лая скоб­ка Гц, \nu_32=3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 14 пра­вая круг­лая скоб­ка Гц.

3.  
i

На ри­сун­ке изоб­ра­же­ны не­сколь­ко энер­ге­ти­че­ских уров­ней атома и ука­за­ны длины волн фо­то­нов, из­лу­ча­е­мых и по­гло­ща­е­мых при пе­ре­хо­дах с од­но­го уров­ня на дру­гой.

Экс­пе­ри­мен­таль­но уста­нов­ле­но, что ми­ни­маль­ная длина волны для фо­то­нов, из­лу­ча­е­мых при пе­ре­хо­дах между этими уров­ня­ми, равна \lambda_0=250нм. Ка­ко­ва ве­ли­чи­на \lambda_13, если \lambda_32=545нм, \lambda_24=400нм?

4.  
i

Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E_n= минус дробь: чис­ли­тель: 13,6, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби эВ, где n = 1, 2, 3, ... . При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния E_2 в со­сто­я­ние E_1 атом ис­пус­ка­ет фотон. Попав на по­верх­ность фо­то­ка­то­да, фотон вы­би­ва­ет фо­то­элек­трон. Длина волны света, со­от­вет­ству­ю­щая крас­ной гра­ни­це фо­то­эф­фек­та для ма­те­ри­а­ла по­верх­но­сти фо­то­ка­то­да, \lambda_к_р = 300нм. Чему равна мак­си­маль­но воз­мож­ная ки­не­ти­че­ская энер­гия фо­то­элек­тро­на?

5.  
i

Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E= минус дробь: чис­ли­тель: 13,6, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби эВ, где n = 1, 2, 3, ... . При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния E_2 в со­сто­я­ние E_1 атом ис­пус­ка­ет фотон. Попав на по­верх­ность фо­то­ка­то­да, этот фотон вы­би­ва­ет фо­то­элек­трон. Длина волны света, со­от­вет­ству­ю­щая крас­ной гра­ни­це фо­то­эф­фек­та для ма­те­ри­а­ла по­верх­но­сти фо­то­ка­то­да, \lambda_кр = 300нм. Чему равен мак­си­маль­но воз­мож­ный мо­дуль им­пуль­са фо­то­элек­тро­на?

6.  
i

Уров­ни   энер­гии   элек­тро­на   в   атоме    во­до­ро­да   за­да­ют­ся    фор­му­лой

E= минус дробь: чис­ли­тель: 13,6, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби  эВ, где n = 1, 2, 3, ... . При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния E_2 в со­сто­я­ние E_1 атом ис­пус­ка­ет фотон. Попав на по­верх­ность фо­то­ка­то­да, этот фотон вы­би­ва­ет фо­то­элек­трон. Ча­сто­та света, со­от­вет­ству­ю­щая крас­ной гра­ни­це фо­то­эф­фек­та для ма­те­ри­а­ла по­верх­но­сти фо­то­ка­то­да, \nu_к_p = 6 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 1 в сте­пе­ни 4 Гц. Чему равна мак­си­маль­ная воз­мож­ная ки­не­ти­че­ская энер­гия фо­то­элек­тро­на?

7.  
i

Элек­трон, дви­жу­щий­ся со ско­ро­стью  v = 1,5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 6 м/с, стал­ки­ва­ет­ся с по­ко­я­щим­ся про­то­ном, об­ра­зуя атом во­до­ро­да в со­сто­я­нии с энер­ги­ей En (n = 3). В про­цес­се об­ра­зо­ва­ния атома из­лу­ча­ет­ся фотон. Най­ди­те длину волны \lambda этого фо­то­на, пре­не­бре­гая ки­не­ти­че­ской энер­ги­ей атома. Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E_n= минус дробь: чис­ли­тель: 13,6, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби эВ, где n=1,2,3,... .

8.  
i

Элек­трон, дви­жу­щий­ся со ско­ро­стью  v = 2 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 6 м/с, стал­ки­ва­ет­ся с по­ко­я­щим­ся про­то­ном, об­ра­зуя атом во­до­ро­да в со­сто­я­нии с энер­ги­ей En (n = 2). В про­цес­се об­ра­зо­ва­ния атома из­лу­ча­ет­ся фотон. Най­ди­те ча­сто­ту \nu этого фо­то­на, пре­не­бре­гая ки­не­ти­че­ской энер­ги­ей атома. Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E_n= минус дробь: чис­ли­тель: 13,6, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби эВ, где n=1,2,3,... .

9.  
i

По­ко­я­щий­ся атом во­до­ро­да мас­сой 1,679 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка кг из­лу­ча­ет фотон с энер­ги­ей 16,32 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 19 пра­вая круг­лая скоб­ка Дж в ре­зуль­та­те пе­ре­хо­да элек­тро­на из воз­буж­ден­но­го со­сто­я­ния в ос­нов­ное. В ре­зуль­та­те от­да­чи атом на­чи­на­ет дви­гать­ся по­сту­па­тель­но в сто­ро­ну, про­ти­во­по­лож­ную фо­то­ну. Най­ди­те ки­не­ти­че­скую энер­гию атома, если его ско­рость мала по срав­не­нию со ско­ро­стью света.

10.  
i

Элек­трон, име­ю­щий им­пульс p = 2 умно­жить на 10 в сте­пе­ни м инус в квад­ра­те в сте­пе­ни 4 кг умно­жить на м/с, стал­ки­ва­ет­ся с по­ко­я­щим­ся про­то­ном, об­ра­зуя атом во­до­ро­да в со­сто­я­нии с энер­ги­ей En ( n = 3). В про­цес­се об­ра­зо­ва­ния атома из­лу­ча­ет­ся фотон. Най­ди­те длину волны \lambda этого фо­то­на, пре­не­бре­гая ки­не­ти­че­ской энер­ги­ей атома. Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E_n= минус дробь: чис­ли­тель: 13,6, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби эВ, где n=1,2,3,... .

11.  
i

По­ко­я­щий­ся атом из­лу­ча­ет фотон с энер­ги­ей 16,32 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 19 пра­вая круг­лая скоб­ка Дж в ре­зуль­та­те пе­ре­хо­да элек­тро­на из воз­буж­ден­но­го со­сто­я­ния в ос­нов­ное. Атом в ре­зуль­та­те от­да­чи на­чи­на­ет дви­гать­ся по­сту­па­тель­но в про­ти­во­по­лож­ном на­прав­ле­нии с ки­не­ти­че­ской энер­ги­ей 8,81 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 27 пра­вая круг­лая скоб­ка Дж. Най­ди­те массу атома. Ско­рость атома счи­тать малой по срав­не­нию со ско­ро­стью света.

12.  
i

Уров­ни энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E_n= минус дробь: чис­ли­тель: 13,6, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби эВ, где n = 1, 2, 3, ... . При пе­ре­хо­де атома из со­сто­я­ния E_2 в со­сто­я­ние E_1 атом ис­пус­ка­ет фотон. Попав на по­верх­ность фо­то­ка­то­да, этот фотон вы­би­ва­ет фо­то­элек­трон. Ча­сто­та света, со­от­вет­ству­ю­щая крас­ной гра­ни­це фо­то­эф­фек­та для ма­те­ри­а­ла по­верх­но­сти фо­то­ка­то­да, \nu_к_p = 6 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 1 в сте­пе­ни 4 Гц. Чему равен мак­си­маль­но воз­мож­ный им­пульс фо­то­элек­тро­на?

13.  
i

Зна­че­ния энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E_n= дробь: чис­ли­тель: минус 13,6эВ, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби ,n=1,2,3,.... При пе­ре­хо­де с верх­не­го уров­ня энер­гии на ниж­ний атом из­лу­ча­ет фотон. Пе­ре­хо­ды с верх­них уров­ней на уро­вень с n=1 об­ра­зу­ют серию Лай­ма­на; на уро­вень с n=2  — серию Баль­ме­ра; на уро­вень с  n = 3  — серию Па­ше­на и так далее. Най­ди­те от­но­ше­ние  бета ми­ни­маль­ной ча­сто­ты фо­то­на в серии Баль­ме­ра к мак­си­маль­ной ча­сто­те фо­то­на в серии Па­ше­на.

14.  
i

Зна­че­ния энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой: E_n= минус дробь: чис­ли­тель: 13,6эВ, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби ,n=1,2,3,.... При пе­ре­хо­дах с верх­них уров­ней энер­гии на ниж­ние атом из­лу­ча­ет фотон. Пе­ре­хо­ды с верх­них уров­ней на уро­вень c n = 1 об­ра­зу­ют серию Лай­ма­на, на уро­вень c n = 2  — серию Баль­ме­ра так далее. Най­ди­те от­но­ше­ние γ мак­си­маль­ной длины волны фо­то­на в серии Баль­ме­ра к мак­си­маль­ной длине волны фо­то­на в серии Лай­ма­на.

15.  
i

В атоме во­до­ро­да уров­ни энер­гии опи­сы­ва­ют­ся фор­му­лой E_n= минус дробь: чис­ли­тель: E_0, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби . Наи­боль­шая длина волны из­лу­ча­е­мо­го фо­то­на при пе­ре­хо­де на вто­рой уро­вень энер­гии равна 650 нм. Чему будет равна наи­боль­шая длина волны из­лу­ча­е­мо­го фо­то­на при пе­ре­хо­де на уро­вень энер­гии 4.

16.  
i

В атоме во­до­ро­да уров­ни энер­гии опи­сы­ва­ют­ся фор­му­лой E_n= минус дробь: чис­ли­тель: E_0, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби . Наи­боль­шая длина волны из­лу­ча­е­мо­го фо­то­на при пе­ре­хо­де на вто­рой уро­вень энер­гии равна 655 нм. Най­ди­те E0.

17.  
i

Зна­че­ния энер­гии элек­тро­на в атоме во­до­ро­да за­да­ют­ся фор­му­лой E_n = минус дробь: чис­ли­тель: 13,6эВ, зна­ме­на­тель: n в квад­ра­те конец дроби , где n = 1,2,3,.... При пе­ре­хо­дах с верх­них уров­ней энер­гии на ниж­ние атом из­лу­ча­ет фотон. Пе­ре­хо­ды с верх­них уров­ней на уро­вень с n  =  1 об­ра­зу­ют серию Лай­ма­на; на уро­вень с n  =  2  — серию Баль­ме­ра; на уро­вень с n  =  3  — серию Па­ше­на и так далее. Най­ди­те от­но­ше­ние β ми­ни­маль­ной ча­сто­ты фо­то­на в серии Лай­ма­на к мак­си­маль­ной ча­сто­те фо­то­на в серии Баль­ме­ра.