Vedyn absorptiospektrissä on viiva 102 nm:n kohdalla. (5 p.)

1. Kuinka suuri on kyseisen fotonin energia?
2. Määritä Bohrin vetyatomimallin nojalla, minkä energiatasojen välinen siirtymä aiheuttaa kyseisen viivan.

Ratkaisu

a. Fotonin energia lasketaan kaavalla

[[$ \quad E_\text{fotoni}=hf=\dfrac{hc}{\lambda}$]]

Energiayhtälö, 1 p.

[[$ \quad E_\text{fotoni}=\dfrac{4{,}136\cdot 10^{-15}\text{ eVs}\cdot 2{,}998\cdot 10^8\text{ m/s}}{102\cdot 10^{-9}\text{ m}}\approx 12{,}155\text{ eV}\approx 12{,}2\text{ eV} $]]

Energia laskettu oikein, 1 p.

b. Absorboituvan fotonin energia on yhtä suuri kuin kahden energiatason energioiden erotus.

Fotonin energian ja energiatasojen yhteys selitetty, 1 p.

Vedyn energiatasot lasketaan kaavalla 

[[$ \quad E_n=\dfrac{-13{,}6\text{ eV}}{n^2}$]]

Kokeilemalla huomataan, että 

[[$ \quad E_3-E_1=\dfrac{-13{,}6\text{ eV}}{3^2}-(\dfrac{-13{,}6\text{ eV}}{1^2}) =12{,}1\text{ eV}$]]

Tämä on likimäärin sama kuin spektriviivaa vastaavan fotonin energia. Kyseinen absorptioviiva syntyy vetyatomin virittyessä perustilalta toiselle viritystilalle (siirtymä [[$n=1\rightarrow n=3$]]).

Löydetty ja laskettu oikea energiatasojen erotus, 2 p.

Takaisin