Номер 2, страница 253 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

2. Запишите уравнения для определения энергии и частоты излученного фотона.

1. Сформулируйте постулаты Бора.

Нильс Бор в 1913 году предложил модель атома, основанную на трех постулатах, которые вводили квантовые представления в описание атома и позволили объяснить его устойчивость и линейчатый спектр излучения.

Первый постулат (постулат стационарных состояний): Атом может существовать только в определенных, дискретных стационарных состояниях. Каждому такому состоянию соответствует определенный уровень энергии $E_n$. Находясь в стационарном состоянии, атом не излучает электромагнитные волны.

Второй постулат (правило частот): Излучение или поглощение энергии атомом происходит только при скачкообразном переходе из одного стационарного состояния в другое. При переходе из состояния с большей энергией $E_n$ в состояние с меньшей энергией $E_k$ атом излучает квант света (фотон), энергия которого равна разности энергий этих состояний: $E_{фотона} = h\nu = E_n - E_k$. Поглощение фотона вызывает обратный переход.

Третий постулат (правило квантования орбит): Стационарным состояниям соответствуют определенные "разрешенные" орбиты, по которым движутся электроны. Для этих орбит момент импульса электрона $L$ квантуется, то есть может принимать только дискретные значения, кратные приведенной постоянной Планка $\hbar$: $L = m_e v r_n = n \hbar$, где $\hbar = \frac{h}{2\pi}$, а $n = 1, 2, 3, ...$ — главное квантовое число.

Ответ: Постулаты Бора утверждают, что: 1) атом существует в стационарных состояниях без излучения; 2) излучение/поглощение фотона происходит при переходе между состояниями, и его энергия равна разности энергий состояний; 3) момент импульса электрона на стационарной орбите квантуется.

2. Запишите уравнения для определения энергии и частоты излучённого фотона.

Исходя из второго постулата Бора, энергия фотона, излучаемого при переходе атома из состояния с энергией $E_n$ в состояние с меньшей энергией $E_k$, определяется как разность энергий этих состояний.

Уравнение для энергии излучённого фотона:

$E_{фотона} = E_n - E_k$

Энергия фотона связана с его частотой $\nu$ соотношением Планка: $E_{фотона} = h\nu$. Объединив эти два уравнения, получаем формулу для частоты излучённого фотона:

$h\nu = E_n - E_k$

Отсюда, уравнение для частоты:

$\nu = \frac{E_n - E_k}{h}$

где $h$ — постоянная Планка.

Ответ: Уравнение для энергии излучённого фотона: $E_{фотона} = E_n - E_k$. Уравнение для частоты излучённого фотона: $\nu = \frac{E_n - E_k}{h}$.

3. Какое состояние атома называется основным, а какое — возбужденным?

Стационарные состояния атома, введённые в постулатах Бора, классифицируются в зависимости от их уровня энергии.

Основное состояние — это стационарное состояние атома с наименьшей возможной энергией. Это наиболее устойчивое состояние, в котором атом может находиться неограниченно долго при отсутствии внешних воздействий. Для атома водорода это состояние с главным квантовым числом $n=1$.

Возбужденное состояние — это любое стационарное состояние атома, энергия которого превышает энергию основного состояния. Атом переходит в возбужденное состояние, поглотив порцию энергии. Возбужденные состояния неустойчивы, и атом стремится вернуться в основное состояние (или в состояние с меньшей энергией), излучив при этом фотон.

Ответ: Основное состояние — это состояние атома с минимально возможной энергией. Возбужденное состояние — это любое состояние атома с энергией, большей, чем в основном состоянии.