Тема 4. Атом водорода и его спектр

1. Во сколько раз увеличился радиус орбиты электрона у атома водорода, находящегося в основном состоянии, при возбуждении его квантом света с энергией e = 12,1 эВ?

2. Во сколько раз изменяются импульс и момент импульса электрона в атоме водорода при его переходе с четвертой на вторую боровскую орбиту?

3. Атом водорода в основном состоянии поглотил квант света с длиной волны l = 121,5 нм. Определить радиус электронной орбиты возбужденного состояния атома водорода.

4. На атом водорода падает фотон и выбивает из атома электрон с кинети­ческой энергией 4 эВ. Вычислите энергию падающего фотона, если атом водорода находился в возбужденном состоянии с квантовым числом 2 (на второй боровской орбите).

5. При переходе электрона в атоме водорода с одной боровской орбиты на другую орбитальный магнитный момент изменился в 4 раза. Определите максимальный импульс фотона, который может возникнуть в результате такого перехода.

6. Какова энергия связи электрона в возбужденном состоянии атома водорода, если при переходе в основное состояние атом излучил фотон с длиной волны l = 97,25 нм?

7. Атом водорода поглощает фотон, вследствие чего электрон, находившийся на второй орбите, вылетает из атома со ско­ростью u = 6×10⁵ м/с. Определите частоту фотона.

8. Определить скорость, которую приобрел покоящийся атом водорода в результате излучения фотона при переходе из первого возбужденного состояния в основное. Масса протона m_р» 1,67×10^-27 кг, энергия ионизации атома водорода e_i = 13,6 эВ.

9. Атомарный водород возбуждается электронами, прошедшими ус­коряющую разность потенциалов 12,5 В. а) Определите частоты фотонов, которые будут излучаться атомами водорода, находившимися перед воз­буждением в основном состоянии; б) При каких скоростях электронов будут излучаться все спектральные линии водорода?

10. Сколько спектральных линий будет испускать водород, атомы которого при возбуждении переходят на n – ый энергетический уровень из основного состояния? N = n(n - 1)/2.

11. Атомарный водород в нормальном состоянии освещается ультрафиолетовым излучением с длиной волны l = 100 нм. Какие спектральные линии появятся в спектре водорода.

12. Какие спектральные линии появятся в видимой области спектра атома водорода при бомбардиров­ке электронами с энергией Е = 13 эВ?

13. Какую наименьшую скорость должен иметь электрон, чтобы при соударении с невозбужденным атомом водорода вызвать излучение хотя бы одной линии спектра водорода?

14. Какую наименьшую энергию (в электрон-вольтах) должны иметь электроны, чтобы при ударах-возбуждениях атомов водорода появлялась только одна спектральная линия?

15. Найти наибольшую длину волны в ультрафиолетовой серии (серии Лаймана) спектра водорода. Какую наименьшую ско­рость должны иметь электроны, чтобы при возбужде­нии атомов водорода ударами электронов появилась эта линия?

16. В каких пределах должны лежать длины волн света, чтобы при возбужде­нии атомов водорода квантами этого света на­блюдались три спектральные линии?

17. Какую наименьшую энергию (в электрон-вольтах) должны иметь электроны, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами этих электронов спектр водорода имел три спектральные линии? Найти длины волн этих линий.

18. Найти длину волны спектральной линии, излучаемой возбужденным атомом водорода, если при этом его энергия уменьшилась на DЕ = 10 эВ.

19. Определить частоту света, излучаемого возбужденным атомом водорода при переходе в основное состояние, если радиус орбиты электрона изменился в к = 4 раза.