Какой процесс сопровождает перемещение электрона в атоме водорода с 2-го энергетического уровня на 5-й? А. Поглощается

При перемещении электрона в атоме водорода с одного энергетического уровня на другой, происходят определенные процессы. Давайте рассмотрим данный случай, где электрон перемещается с 2-го энергетического уровня на 5-й.

При таком перемещении электрона возможны два основных процесса - поглощение фотона и излучение фотона.

1. Поглощение фотона:
Когда электрон поглощает фотон, он поглощает энергию и переходит на более высокий энергетический уровень. Поглощение фотона происходит, когда энергия фотона равна разности энергий двух энергетических уровней.

Чтобы вычислить частоту фотона, необходимо использовать основное уравнение связи энергии и частоты света \(E = h\nu\), где \(E\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка, а \(\nu\) - частота света.

В этой задаче, так как электрон перемещается с 2-го энергетического уровня на 5-й, нам нужно найти разницу в энергиях между этими двумя уровнями и выразить ее в виде частоты.

Разница в энергии между двумя энергетическими уровнями можно найти с использованием уравнения Ридберга:
\[E = -\frac{{R_H}}{{n^2}}\]

Где \(E\) - энергия, \(R_H\) - постоянная Ридберга для водорода, \(n\) - номер энергетического уровня.

Для 2-го энергетического уровня (\(n_1 = 2\)) энергия равна:
\[E_1 = -\frac{{R_H}}{{2^2}}\]

Для 5-го энергетического уровня (\(n_2 = 5\)) энергия равна:
\[E_2 = -\frac{{R_H}}{{5^2}}\]

Теперь найдем разницу в энергиях между этими двумя уровнями:
\[ \Delta E = E_2 - E_1 \]

Так как энергия фотона связана с его частотой \( \nu \) через уравнение \(E = h\nu\), то подставим полученную разницу в формулу энергии фотона:
\[\nu = \frac{{\Delta E}}{{h}}\]

Таким образом, поглощение фотона будет иметь место, если его частота будет равна \( \nu \).

2. Излучение фотона:
Если электрон переходит с более высокого энергетического уровня, то он может излучить фотон, потеряв энергию. В этом случае, частота излучаемого фотона будет равна разнице в энергиях между двумя энергетическими уровнями:
\[\nu = \frac{{\Delta E}}{{h}}\]

Теперь, давайте выполним все необходимые вычисления:

1. По формуле энергии находим разницу в энергиях электрона:
\[ \Delta E = E_2 - E_1 = -\frac{{R_H}}{{5^2}} - \left(-\frac{{R_H}}{{2^2}}\right) \]

2. Подставляем значение постоянной Ридберга \(R_H = 13.6\) эВ:
\[ \Delta E = -\frac{{13.6}}{{5^2}} - \left(-\frac{{13.6}}{{2^2}}\right) \]

3. Вычисляем значение разницы в энергиях:
\[ \Delta E = -\frac{{13.6}}{{25}} + \frac{{13.6}}{{4}} \quad \text{(эВ)} \]

4. Чтобы получить частоту фотона, используем уравнение \(E = h\nu\) и постоянную Планка \(h = 4.136 \times 10^{-15}\) эВ·с:
\[ \nu = \frac{{\Delta E}}{{h}} \approx \frac{{0.544}}{{4.136 \times 10^{-15}}} \quad \text{(Гц)} \]

Теперь, сравним полученное значение частоты фотона с вариантами ответов:

А. Поглощается фотон с частотой 3∙10^14 Гц
Б. Поглощается фотон с частотой 6,8∙10^14 Гц
В. Поглощается фотон с частотой 8∙10^14 Гц
Г. Излучается фотон с частотой 3∙10^14 Гц
Д. Излучается фотон с частотой 6,8∙10^14 Гц
Е. Излучается фотон с частотой 0,3∙10^15 Гц

Исходя из рассчитанной частоты фотона, ближайшим вариантом ответа является:

Б. Поглощается фотон с частотой 6,8∙10^14 Гц

Таким образом, ответ на задачу - при перемещении электрона в атоме водорода с 2-го энергетического уровня на 5-й поглощается фотон с частотой 6,8∙10^14 Гц.