05.09.2022г. Группа 301.ФИЗИКА. ТЕМА. «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ»

Цель: научиться решать решать задачи на квантовые постулаты Бора и строение ядра атома.

Задача №1

 Вычислить энергию ε фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с третьего энергетического уровня на первый.

  Решение

Энергия фотона, испускаемого атомом водорода при переходе с одного энергетического уровня на другой, равна: ε=Ei(1n21−1n22)Ei=13,6 эВ

Здесь Ei - энергия ионизации атома водорода. Рассчитаем: ε=13,6(112−132)=12,09 эВ Ответ: 12,09 эВ.

 Задача №2

При переходе электрона в атоме из стационар­ного состояния с энергией – 4,8 эВ излучается фотон, энер­гия которого равна 3,1 эВ. Определите энергию конечного состояния электрона.

 Решение Атом испускает фотон, а значит, электрон переходит в стационарное состояние с меньшей энергией, которая будет равна разности энергии первоначального состояния и энергии испущенного фотона: Е=−4,8−3,1=−7,9 эВ

Ответ: -7,9 эВ.

 

Задача №3

 Определить изменение энергии ΔE электрона в атоме водорода при излучении атомом фотона с частотой  ϑ=6,28⋅1014 Гц .Ответ дать в электрон-вольтах.

 Решение Изменение энергии электрона равно энергии испущенного фотона: ΔE=ε     Энергия фотона равна: εф=hϑ

Рассчитаем:    ε_ф=6,62⋅10 ³⁴⋅6,28⋅10¹⁴=4,16⋅10¹⁹ Дж= 4,16⋅10 ¹⁹1,6⋅10 ¹⁹=2,6 эВ Ответ: 2,6 эВ.

 

Задача №4

На сколько изменилась кинетическая энергия электрона в атоме водорода при излучении атомом фотона с длиной волны λ=486 нм ?

 Решение  Согласно второму постулату Бора: ΔE=Ek−E=     hcλ ΔE=6,62⋅10−34⋅3⋅108486⋅10−9=4,086⋅10−19Дж=2,554 эВ

 

 Ответ: 2,554 эВ.

 

ЗАДАЧА 5

Атом лития содержит 3 электрона, 3 протона, 4 нейтрона. Чему равно массовое число ядра атома лития?

Дано:

np=3, ne=3, nn=4,         A−?(атомная масса)

Решение задачи:

Массовое число A – это сумма числа протонов и нейтронов, то есть число нуклонов. Так как изотопы отличаются количеством нейтронов в ядре, то массовое число у изотопов данного химического элемента различно. Исходя из этого, верно записать:

A=n_p+n_n

Посчитаем численный ответ задачи:

A=3+4=7

Ответ: 7.

ЗАДАНИЕ:

РЕШИТЬ ЗАДАЧИ

1.  На сколько отличаются количества нейтронов в ядрах урана ⁹²U ₂₃₈

 и нептуния ⁹³Ne ₂₃₇?

2.  Сколько нейтронов содержит изотоп урана ⁹²U ₂₃₈?

3.  Каков состав изотопа кислорода ¹⁸O? (протонов, нейтронов)

ОТВЕТИТЬ НА ВОПРСЫ

 Вопрос 1. Сформулируйте постулаты Бора.

. Вопрос 2. В каком случае энергия поглощается атомом, а в каком испускается?.

Вопрос 3. Какие противоречия есть в теории Бора?

Вопрос 4. Чему равна энергия фотона, испускаемого атомом при переходе в другое энергетическое состояние?

 Вопрос 5. Может ли атом излучать и поглощать фотоны с любой частотой?