Номер 5, страница 219 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Элементы квантовой физики. Параграф 43. Поглощение и испускание света атомами. Вопросы - номер 5, страница 219.

Условие.

5. При каком условии происходит поглощение кванта электромагнитного излучения атомом?

Решение.

4. Сформулируйте постулаты Бора.

Постулаты Бора — это два фундаментальных предположения, которые легли в основу квантовой модели атома, предложенной Нильсом Бором в 1913 году. Они позволили объяснить устойчивость атомов и линейчатый характер их спектров.

Первый постулат (постулат стационарных состояний): Атомная система может устойчиво существовать только в определенных дискретных состояниях, называемых стационарными или квантовыми. Каждому стационарному состоянию соответствует определенный уровень энергии $E_n$. Находясь в стационарном состоянии, атом не излучает электромагнитную энергию, несмотря на движение электронов по орбитам.

Второй постулат (правило частот): Переход атома из одного стационарного состояния в другое сопровождается излучением или поглощением кванта электромагнитной энергии (фотона). Энергия этого фотона $h\nu$ в точности равна разности энергий тех стационарных состояний, между которыми совершается переход. При переходе из состояния с большей энергией $E_k$ в состояние с меньшей энергией $E_n$ происходит излучение фотона:

$h\nu = E_k - E_n$

Поглощение фотона происходит при обратном процессе — переходе атома из состояния с меньшей энергией $E_n$ в состояние с большей энергией $E_k$.

Ответ:

1. Постулат стационарных состояний: Атом может находиться только в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия. В этих состояниях атом не излучает.

2. Правило частот: Излучение или поглощение кванта электромагнитной энергии происходит при переходе атома между стационарными состояниями. Энергия кванта равна разности энергий состояний: $h\nu = |E_k - E_n|$.

5. При каком условии происходит поглощение кванта электромагнитного излучения атомом?

Поглощение кванта электромагнитного излучения (фотона) атомом происходит, когда атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией. Этот процесс подчиняется строгому энергетическому условию, вытекающему из второго постулата Бора.

Условие заключается в том, что энергия падающего на атом фотона $h\nu$ должна быть в точности равна разности энергий конечного ($E_k$) и начального ($E_n$) состояний атома:

$h\nu = E_k - E_n$, где $E_k > E_n$.

Если энергия кванта не соответствует разности энергий между какими-либо двумя разрешенными энергетическими уровнями в атоме, то поглощение не произойдет, и фотон не будет взаимодействовать с атомом (в рамках электронных переходов).

Ответ: Поглощение кванта электромагнитного излучения атомом происходит при условии, что энергия кванта в точности равна разности энергий двух стационарных состояний атома, причем атом переходит из состояния с меньшей энергией в состояние с большей.