Атомная и квантовая физика

Разбор

1) Атом может получить не более 12,5 эВ, поэтому энергия возбуждённого состояния не выше $-13{,}6+12{,}5=-1{,}1$ эВ. 2) Из условия $\frac{13{,}6}{n^{2}}\ge 1{,}1$ получаем $n^{2}\le 12{,}4$, то есть $n\le 3$. Для $n=4$ нужно $13{,}6\cdot\frac{15}{16}=12{,}75$ эВ, что больше 12,5 эВ, значит, уровень $n=4$ недостижим. 3) Возможные переходы с уровней 3 и 2: $3\to2$: $13{,}6\left(\frac14-\frac19\right)\approx1{,}89$ эВ; $2\to1$: $13{,}6\cdot\frac34=10{,}2$ эВ; $3\to1$: $13{,}6\cdot\frac89\approx12{,}09$ эВ. 4) Значения «12,75 эВ», «2,55 эВ» (переход $4\to2$) и «0,66 эВ» (переход $4\to3$) требуют уровня $n=4$, поэтому в излучении их быть не может. Верно: «1,89 эВ», «10,2 эВ», «12,09 эВ».

Разбор

По второму постулату Бора при переходе с верхнего уровня на нижний атом излучает фотон, энергия которого равна разности энергий уровней: $h\nu = E_k - E_n$. Получаем $h\nu = -3{,}4 - (-13{,}6) = 10{,}2$ эВ. Значение «17 эВ» получается при сложении модулей энергий, «3,4 эВ» и «13,6 эВ» — это энергии отдельных уровней, а не их разность.

Разбор

Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $h\nu = A + E_k$. Отсюда $E_k = h\nu - A = 5 - 2 = 3$ эВ. Значение «7 эВ» получается при ошибочном сложении энергии фотона и работы выхода, «2 эВ» — это сама работа выхода, «2,5 эВ» — результат ошибочного деления 5 на 2.