Лабораторная работа №3.04

Изучение спектра атома водорода

Теоретический минимум

· Модель атома водорода по Бору. Постулаты Бора.

· Атом водорода в квантовой механике. Квантовые числа и их физический смысл. Энергетические уровни атома водорода и их вырождение. Пространственное квантование.

· Спектр атома водорода. Обобщенная формула Бальмера. Постоянная Ридберга.

Контрольные задания

Вариант 1

1. Что характеризуют квантовые числа: главное, орбитальное и магнитное? Какие значения они могут принимать?

2. Найти наибольшую и наименьшую длины волн спектра атома водорода в серии Пашена.

3. Записать спектроскопические обозначения состояний атома водорода, в которых может находится электрон, имеющий главное квантовое число

4. Каково изменение орбитального механического момента электрона в атоме водорода при переходе его из состояния 2p в состояние 2s?

5. Чему равно число возможных ориентаций вектора орбитального момента импульса электрона атома водорода в 3d – состоянии?

Вариант 2

1. Какие существуют ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой?

2. Найти наибольшую и наименьшую длины волн спектра атома водорода в серии Бальмера.

3. Атомарный водород, возбужденный светом определенной длины волны, при переходе в основное состояние испускает только три спектральные линии. Определить длины волн этих линий и указать, каким сериям они принадлежат.

4. Чему равен момент импульса электрона, находящегося в атоме в d- состоянии?

5. Каково число возможных ориентаций вектора орбитального момента импульса электрона атома водорода в 2p – состоянии?

Вариант 3

1. Дайте определение энергии ионизации, потенциала ионизации, первого потенциала возбуждения.

2. Найти наибольшую и наименьшую длины волн спектра атома водорода в серии Лаймана.

3. Определить первый потенциал возбуждения атома водорода.

4. Какова кратность вырождения 3d – состояния атома водорода?

5. Чему равно изменение орбитального магнитного момента электрона в атоме водорода при переходе из состояния 3p в состояние 1s?

Вариант 4

1. Что означает понятие пространственного квантования момента импульса электрона в атоме? Нарисуйте векторную диаграмму пространственного квантования для орбитального числа .

2. Определить длину волны, соответствующую третьей спектральной линии в серии Бальмера.

3. Найти потенциал ионизации атома водорода.

4. Во сколько раз орбитальный момент импульса L электрона находящегося в f-состоянии, больше, чем для электрона в p-состоянии?

5. Чему равно изменение орбитального магнитного момента электрона в атоме водорода при переходе из состояния 2p в состояние 1s?

Вариант 5

1. Какую группу электронов в атоме называют: а) подоболочкой; б) оболочкой? Указать максимально возможное число электронов в оболочке и подоболочке.

2. Определить наименьшую и наибольшую энергии фотона в ультрафиолетовой серии спектра атома водорода.

3. В каких пределах должна лежать энергия бомбардирующих электронов, чтобы при возбуждении атомов водорода ударами этих электронов спектр водорода имел только одну спектральную линию?

4. Чему равен наименьший угол a, который может образовать вектор момента импульса электрона, находящегося в атоме в d-состоянии, с направлением внешнего магнитного поля?

5. В атоме водорода электрон находится в состоянии . Найдите максимальный квант энергии, который может выделиться при переходе электрона в одно из низших состояний. Какое это состояние?

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ