Исследуя воздействие света на атом водорода, было отмечено, что электроны совершили переход с первой на третью

Исследование воздействия света на атом водорода дает нам ценную информацию о его энергетических состояниях. В данной задаче рассматривается переход электрона с первой на третью стационарную орбиту при поглощении энергии, а затем последовательные переходы обратно на первую орбиту через вторую.

Первоначально, давайте рассмотрим энергетические уровни атома водорода. Они определяются при помощи формулы Ридберга:

\[E_n = \frac{{E_1}}{{n^2}}\]

где \(E_n\) - энергия n-го энергетического уровня, \(E_1\) - энергия первого энергетического уровня, \(n\) - число, обозначающее энергетический уровень.

Когда электрон переходит с одного энергетического уровня на другой, он поглощает или излучает энергию квантов - дискретных порций энергии. Разница между энергиями двух энергетических уровней будет соответствовать энергии поглощаемого или излучаемого кванта.

Для перехода с первой на третью орбиту электроны поглощают энергию кванта, равную разнице энергий между этими уровнями (третий - первый):

\[E_{\text{погл}} = E_3 - E_1\]

Для определенности, давайте обозначим \(E_3\) как энергию третьей орбиты, а \(E_1\) как энергию первой орбиты.

При возвращении электрона на первую орбиту, мы наблюдаем последовательные переходы через вторую орбиту. Энергия поглощенной квантовой энергии на каждом этапе определяется разностью между энергиями соответствующих энергетических уровней.

Первый переход: с третьей орбиты на вторую орбиту. Разница в энергиях между третьей и второй орбитами будет равна энергии поглощаемого кванта:

\[E_{\text{погл}_{1}} = E_3 - E_2\]

Второй переход: с второй на первую орбиту. Разница в энергиях между второй и первой орбитами будет равна энергии поглощаемого кванта:

\[E_{\text{погл}_{2}} = E_2 - E_1\]

Итак, энергия поглощенных атомом квантов равна сумме энергий поглощенных на каждом этапе перехода:

\[E_{\text{поглитого}} = E_{\text{погл}_{1}} + E_{\text{погл}_{2}}\]

По закону сохранения энергии энергия поглощенных и излученных атомом квантов будет одинакова. Таким образом, энергия излученных квантов будет также равна сумме энергий на каждом этапе:

\[E_{\text{излитого}} = E_{\text{погл}_{1}} + E_{\text{погл}_{2}}\]

Отсюда следует, что:

\[E_{\text{поглитого}} = E_{\text{излитого}}\]

Подводя итог, при переходе электронов с первой на третью орбиту происходит поглощение квантов энергии, а при последовательных переходах обратно с третьей на первую орбиту происходит излучение квантов с такой же суммарной энергией.

Надеюсь, данное пошаговое объяснение помогло вам понять данный процесс. Если у вас возникнут еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их!