давно
Мастер-Эксперт
17387
18353
15.10.2009, 02:06
общий
это ответ
Здравствуйте, Анна Зорина.
Электрон в атоме водорода, согласно теории Бора, получает центростремительное ускорение под действием кулоновского притяжения со стороны ядра. Из этого условия можно получить, что радиус rn орбиты электрона, соответствующей энергетическому уровню с номером n, равен
rn = n2h2ε0/(πmee2).
Если электрон первоначально находится в невозбужденном состоянии (n1 = 1), то увеличению радиуса его орбиты в 16 раз соответствует переход в возбужденное состояние с n2 = 4. Это следует из того, что радиусы орбит электрона в атоме водорода пропорциональны n2. Согласно уравнению Бальмера – Ридберга, при этом
частота возбуждающего электрон излучения равна
ν = R(1/n12 – 1/n22) = R(1 – 1/16) = 15R/16,
а длина волны равна
λ = c/ν = 16c/(15R). (1)
Подставляя в формулу (1) c = 2,998 ∙ 108 м/с, R = 3,288 ∙ 1015 с-1, получаем
λ = 16 ∙ 2,998 ∙ 108/(15 ∙ 3,288 ∙ 1015) ≈ 0,973 ∙ 10-7 (м).
Проведенные Вином опыты показали, что время жизни атома водорода в возбужденном состоянии составляет величину порядка τ = 10-8 с (при помощи расчетов эту величину можно уточнить, но в условии задачи для этого нет необходимых данных). С другой стороны, как следствие из соотношения неопределенностей Гейзенберга – Шредингера, энергия атома в возбужденном состоянии может быть определена лишь с неопределенностью Г = ∆W ≥ h/(2πτ).
Как указал в мини-форуме вопроса Химик CH,
Δλ = |dλ/dv| ∙ ∆ν = c/v[sup]2[/sup] ∙ ∆ν = c/((15R/16)[sup]2[/sup] ∙ 2πτ) = 5,005 ∙ 10[sup]-16[/sup] (м).
С уважением.
5
Спасибо, Андрей Владимирович!<br>Я в своём решении шла совершенно таким же путём, но, определив длину волны, остановилась, не зная, куда двигаться дальше. Вы мне очень помогли. А что касается нелепости ответа, пусть он Вас не смущает, в этом задачнике еще и не такое встречается. Вы, может, получали рассылку с вопросом о количестве щитов, которыми греки сожгли римский флот во времена Архимеда? :)))) Это тоже оттуда, из раздела "Оптика".
Об авторе:
Facta loquuntur.