Номер 12, страница 119 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

XI. Квантовые явления. Выполняем тест - номер 12, страница 119.

Условие.

12. Электрон перешёл с первого стационарного состояния в третье. При этом:

1) излучается фотон

2) поглощается фотон

3) не происходит ни излучения, ни поглощения фотона

Решение.

Решение

В задаче рассматривается переход электрона в атоме с одного стационарного энергетического уровня на другой. Этот процесс описывается постулатами Бора.

Согласно второму постулату Бора, при переходе атома из одного стационарного состояния с энергией $E_n$ в другое стационарное состояние с энергией $E_m$ излучается или поглощается квант электромагнитного излучения (фотон) с энергией, равной разности энергий этих состояний:

$h\nu = |E_n - E_m|$

где $\text{h}$ — постоянная Планка, а $\nu$ — частота излучения.

На представленной диаграмме электрон переходит с первого стационарного состояния (энергетического уровня $E_1$) в третье ($E_3$). Поскольку уровень $E_3$ расположен выше уровня $E_1$ на энергетической шкале, его энергия больше: $E_3 > E_1$.

Для того чтобы электрон перешел на более высокий энергетический уровень, атом должен получить энергию извне. Этот процесс происходит путем поглощения фотона, энергия которого в точности равна разности энергий уровней, между которыми совершается переход: $E_{фотона} = E_3 - E_1$.

Проанализируем предложенные варианты ответа:

1) излучается фотон
Излучение фотона происходит при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий, когда энергия атома уменьшается. В данном случае энергия атома увеличивается, поэтому этот вариант неверен.

2) поглощается фотон
Поглощение фотона происходит при переходе электрона с более низкого энергетического уровня на более высокий, что приводит к увеличению энергии атома. Это в точности соответствует описанному в задаче процессу ($E_1 \rightarrow E_3$). Следовательно, этот вариант верен.

3) не происходит ни излучения, ни поглощения фотона
Поскольку энергия электрона (и атома в целом) изменяется, обязательно должен происходить процесс обмена энергией с окружающей средой, то есть поглощение или излучение фотона. Переход между уровнями без поглощения или излучения невозможен. Этот вариант неверен.

Ответ: 2