FYZIKA MIKROSVĚTA
ELEKTRONOVÝ OBAL
Procvičovací úlohy
Potřebné fyzikální konstanty
Elektronvolt = jednotka energie elementárních částic ve fyzice mikrosvěta
1 eV (elektronvolt) = energie získaná elektronem urychleného napětím 1 V
(ΔE = W = U.Q)
1 eV = 1 V. 1,602.10-19 C = 1,602.10-19 J
Planckova konstanta h = 6,626.10-34 J.s
Rychlost světla c = 299 762 458 m/s = 3.108 m/s
Náboj elektronu e = 1,602.10-19 C
Hmotnost elektronu me = 9,109.10-31 kg
ÚLOHA 1:
Celkový náboj elektronů v elektricky neutrálním atomu je 2,08 x 10-18 C. Který je to prvek?
(n = 13, hliník)
ÚLOHA 2:
Na základě Bohrovy teorie atomu vodíku určete kinetickou, potenciální a celkovou energii atomu vodíku v základním stavu předpokládáte-li, že poloměr vodíkového atomu je 5,3 × 10–11 m. Jakou energii je třeba atomu vodíku dodat, aby došlo k jeho ionizaci?
(-13,6 eV, 13,6 eV)
ÚLOHA 3:
Ve vzbuzených stavech má atom vodíku energii En = E1/n2, kde n je hlavní kvantové číslo. Jakou energii musíme dodat atomu vodíku, abychom ho ionizovali, jestliže je
v základním stavu,
v excitovaném stavu s hlavním kvantovým číslem n = 10?
(13,6 eV, 0,136 eV)
ÚLOHA 4:
Foton s energií 15 eV byl pohlcen atomem vodíku a způsobil jeho ionizaci. Určete velikost rychlosti uvolněného elektronu, jestliže atom vodíku byl před pohlcením fotonu v základním stavu (n = 1). Energie atomu vodíku v základním stavu je -13,6 eV, hmotnost elektronu je 9,1.10-31 kg.
(7 x 105 m.s-1)
ÚLOHA 5:
Série spekrálních čar, které odpovídají přechodům z vyšších stavů do jistých zvolených nižších, se u atomu vodíku nazývají jmény. Například sérii, která odpovídá přechodům ze stavu s n´>2 do stavu n=2, se říká Balmerova série.
Určete energie a vlnové délky záření čar Balmerovy série, které odpovídají přechodům 3→2, 4→2.
Z jaké části spektra jsou tyto čáry?
(3,03 x 10-19 J, 4,09 x 10-19 J, 656 nm, 486 nm, viditelné spektrum)
ÚLOHA 6:
Atom vodíku, který je v základním stavu, získal energii 10,2 eV.
Na kterou energetickou hladinu přešel jeho elektron?
Jakou vlnovou délku má elektromagnetické záření, které vyzáří atom vodíku při zpětném přechodu elektronu z této hladiny do základního stavu? Spadá toto záření do viditelné oblasti spektra?
(n = 2; 122 nm; ultrafialová oblast)