ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
14
является энергией ионизации атома водорода. Именно такую минимальную энергию
необходимо затратить для удаления электрона из атома водорода, находящегося в
основном энергетическом состоянии.
Вопрос 13. Что такое энергия электрона в атоме?
На рис. 3 приведены схема энергетических уровней и электронные орбиты в атоме
водорода. Для наглядности уровни
n
E
нанесены на кривую потенциальной энергии
электрона
2
/
e
U k e r
= −
. Самый низкий уровень энергии
1
Е
соответствует ближайшему
расположению электрона от ядра и характеризует основное состояние атомов. Такую
энергию имеет атом, если он не получает энергию извне.
В основном состоянии изолированный атом может пребывать сколь угодно долго.
Все энергетические уровни, начиная со второго, соответствуют возбуждённым
состояниям атома. Эти значения энергии электрон в атоме может иметь, если он
приобретает дополнительную энергию за счёт воздействия каких-либо внешних
факторов. Находиться в возбуждённом состоянии электрон долгое время не может,
поэтому он самопроизвольно переходит в нормальное состояние, отдавая при этом
излишек энергии в виде электромагнитного излучения, например света. Обратим также
внимание на то, что энергия электрона в атоме имеет отрицательное значение. Это
означает, что нулевая энергия соответствует состоянию электрона, удалённого на
бесконечно большое расстояние от ядра и не взаимодействующего с ним.
Зная структуру энергетических уровней можно определить и структуру оптического
спектра излучения атома водорода. При переходе электрона с m−го энергетического
уровня E
m
на n–ый уровень E
n
в случае m > n и E
m
> E
n
электрон теряет энергию E
m
– E
n
, излучая фотон с частотой
ω
= −
h
( )/
nm m n
E E
Набор частот, отвечающих различным переходам в атоме водорода, определяет
спектр излучения атома водорода. Наряду со спектрами излучения, могут наблюдаться и
спектры поглощения. Наличие спектров поглощения связано с тем, что каждому переходу
электрона с вышележащего уровня на нижележащий с излучением фотона соответствует
обратный переход (m < n и E
m
< E
n
) с поглощением фотона той же частоты.
Таким образом, излучение и поглощение квантов энергии в виде фотонов происходит
в результате перехода электрона с одного энергетического уровня на другой. При
рассмотрении энергетического спектра атома следует обратить внимание также и на то,
что при увеличении главного квантового числа
n
происходит сближение уровней
энергии. При достаточно большом
n
можно считать, что энергия атома практически не
квантуется, а изменяется непрерывно.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- …
- следующая ›
- последняя »
