Номер 2, страница 62, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

2. Что называется красной границей фотохимической реакции?

2. Что называется красной границей фотохимической реакции?

Фотохимическая реакция — это химическое превращение, которое инициируется поглощением света (фотонов) молекулами вещества. Согласно первому закону фотохимии (закону Гротгуса-Дрейпера), химическое действие может произвести только тот свет, который поглощается системой.

Для того чтобы запустить реакцию, энергия поглощенного фотона $E_{ф}$ должна быть достаточной для преодоления энергетического барьера, например, для разрыва определенной химической связи или для возбуждения молекулы до состояния, в котором она может вступить в реакцию. Эта минимально необходимая энергия называется энергией активации $A_{акт}$.

Энергия фотона связана с его частотой $\nu$ и длиной волны $\lambda$ соотношением: $E_{ф} = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$ где $\text{h}$ — постоянная Планка, а $\text{c}$ — скорость света в вакууме.

Из формулы видно, что энергия фотона обратно пропорциональна длине волны света. Свет с большей длиной волны (например, красный) несет меньшую энергию, чем свет с меньшей длиной волны (например, фиолетовый).

Следовательно, для каждой фотохимической реакции существует пороговое значение. Если длина волны света слишком велика, энергия его фотонов будет недостаточной ($E_{ф} < A_{акт}$), и реакция не пойдет, сколько бы света ни поглощалось. Максимальная длина волны света, при которой фотохимическая реакция еще возможна, называется красной границей фотохимической реакции. Она соответствует случаю, когда энергия фотона в точности равна энергии активации: $\lambda_{кр} = \frac{hc}{A_{акт}}$

Название "красная граница" исторически связано с тем, что красный цвет является длинноволновым краем видимого спектра. Свет с длиной волны больше, чем у красного (инфракрасное излучение), несет еще меньше энергии.

Ответ: Красной границей фотохимической реакции называется максимальная длина волны $\lambda_{кр}$ (или минимальная частота $\nu_{мин}$) света, фотоны которого еще способны инициировать данную реакцию. При длинах волн $\lambda > \lambda_{кр}$ реакция не происходит, так как энергии фотонов недостаточно для активации молекул.