Elektron przeskakuje z orbity czwartej na drugą. Oblicz zmianę energii: a) potencjalnej tego elektronu. b) kinetycznej tego elektronu.

Elektron przeskakuje z orbity czwartej na drugą. Oblicz zmianę energii: a) potencjalnej tego elektronu. b) kinetycznej tego elektronu.
Odpowiedź

Energia potencjalna i kinetyczna elektronu w atomie wodoru jest sobie równa. Można to łatwo sprawdzić wyprowadzając wzór na każdą z tych energii- na wszelki wypadek wyprowadzę te wzory (w sposób skrócony). Zacznę od energii kinetycznej: [latex]E_k= frac{mv^2}{2}= frac{p^2}{2m} [/latex] [latex]E_k= frac{ (frac{h}{2pi})^2 cdot n^2} {2mR^2}[/latex] [latex]E_k= frac{mk^2e^4}{ 2(frac{h}{2pi})^2} frac{1}{n^2} [/latex] W przypadku energii potencjalnej: [latex]E_p= -frac{ke^2}{R} [/latex] Dochodzi się tak jak poprzednio do wzoru: [latex]E_p=- frac{mk^2e^4}{ 2(frac{h}{2pi})^2} frac{1}{n^2} [/latex] Przekształcenia te wynikają z zastosowanych stałych, które w konsekwencji sprowadzają dwa wzory do jednego. Po dodaniu do siebie Ek i Ep otrzymuje się wzór: [latex]E=E_k+E_p=- frac{mk^2e^4}{ 2(frac{h}{2pi})^2} frac{1}{n^2}[/latex] Gdzie: [latex]-frac{mk^2e^4}{ 2(frac{h}{2pi})^2}=-13,6eV[/latex] I jest to energia elektronu na 1 orbicie (n=1). Energię na każdej kolejnej orbicie oblicza się ze wzoru: [latex]E=frac{E_1}{n^2}[/latex] Gdzie E1=-13,6eV. Stąd w przypadku przeskoku z 4 na 2 obliczamy energię orbity 4 i orbity 2: [latex]E_4=frac{-13,6eV}{4^2}=-0,85eV [/latex] [latex]E_2=frac{-13,6eV}{2^2}=-3,4eV [/latex] Stąd różnica energetyczna między tymi orbitami wynosi: [latex]dE=E_4-E_2=-0,85eV-(3,4eV)=-0,85eV+3,4eV=2,55eV[/latex] Ponieważ energia jest dodatnia, energia zostałą wydzielona w czasie procesu przejścia z 4 na 2. 

Dodaj swoją odpowiedź