Тема 11. Атомная физика

1. Как и во сколько раз отличаются частоты фотонов, излучаемых атомом водорода при переходах с четвертого энергетического уровня на первый и с четвертого на второй?

2. Сколько квантов с различной энергией могут испускать атомы водорода, если их электроны находятся на третьем энергетическом уровне? Рассчитайте длины волн этих квантов и изобразите соответствующие им переходы на энергетической диаграмме.

3. Сколько квантов с различной энергией могут испускать атомы водорода, если их электроны находятся на четвертом энергетическом уровне? Рассчитайте длины волн этих квантов и изобразите соответствующие им переходы на энергетической диаграмме.

4. Как и во сколько раз отличается длина волны, излучаемая атомом водорода при переходе электрона с четвертого энергетического уровня на основной, по сравнению с переходом с третьего уровня на основной? Покажите эти переходы на энергетической диаграмме.

5. Как и во сколько раз отличается частота света, излучаемого атомом водорода при переходе электрона с четвертого энергетического уровня на третий, по сравнению с переходом со второго уровня на основной? Покажите эти переходы на энергетической диаграмме.

6. Как и во сколько раз отличается длина волны, излучаемая атомом водорода при переходе электрона с пятого энергетического уровня на третий, по сравнению с переходом с третьего уровня на основной? Покажите эти переходы на энергетической диаграмме.

7. Как и во сколько раз отличается энергия фотонов, излучаемых атомом водорода при переходе электрона с четвертого энергетического уровня на второй, по сравнению с переходом со второго уровня на основной? Покажите эти переходы на энергетической диаграмме.

8. Как и во сколько раз отличается энергия фотонов, излучаемых атомом водорода при переходе электрона с третьего энергетического уровня на основной, по сравнению с переходом с третьего уровня на второй? Покажите эти переходы на энергетической диаграмме.

9. Как и во сколько раз отличается частота света, излучаемого атомом водорода при переходе электрона с пятого энергетического уровня на второй, по сравнению с переходом со третьего уровня на второй? Покажите эти переходы на энергетической диаграмме.

10. На сколько эВ изменится энергия электрона в атоме водорода при его переходе с третьего на второй энергетический уровень? Какова длина волны излучаемого при этом фотона?

11. На сколько эВ изменится энергия электрона в атоме водорода при его переходе с четвертого на второй энергетический уровень? Какова длина волны излучаемого при этом фотона?

12. Определить минимальную энергию фотона и его длину волны серии Бальмера в спектре излучения атома водорода.

13. Определить максимальную энергию фотона и его длину волны ультрафиолетовой серии Лаймана в спектре излучения атома водорода.

14. Длина волны де Бройля для электрона составляет 1 нм. Какова его кинетическая энергия? Масса электрона  кг.

15. Как и во сколько раз отличаются дебройлевские длины волн электрона и протона, имеющих одинаковые скорости? Масса электрона  кг; масса протона кг.

16. Найти длину волны де Бройля для альфа-частицы, имеющей скорость 2·10⁶ м/с. Масса альфа-частицы 6,64·10^-27 кг.

17. Определить длину волны де Бройля для пылинки массой 0,1 мкг движущейся со скоростью 1 см/с.

18. Определить длину волны де Бройля для протона, имеющего кинетическую энергию 3,2·10^-15 Дж. Масса протона кг.

19. Электрон находится в атоме, размер которого имеет порядок 0,1 нм. Какова неопределенность скорости электрона? Масса электрона  кг.

20. Определить неточность Δх в определении координаты электрона, движущегося со скоростью 1,5·10⁶ м/с, если неточность определения скорости составляет 10% от ее величины.  Масса электрона  кг.