Визуализируется энергетическая схема стационарных состояний атома водорода на рисунке 1. Возможно ли, чтобы атом

Да, возможно, чтобы атом водорода, находящийся на энергетическом уровне \(n = 1\), захватил фотон с энергией \(E_{ф} = 4\) эВ и перешел на энергетический уровень \(n = 2\). Этот процесс называется поглощением фотона.

Для подтверждения этого утверждения, давайте вспомним формулу, связывающую энергетические уровни атома водорода:

\[ E = -\frac{{13.6 \text{ эВ}}}{{n^2}} \]

где \( E \) - энергия уровня, \( n \) - число, обозначающее энергетический уровень атома водорода.

Подставим значения энергетических уровней \( n = 1 \) и \( n = 2 \) в эту формулу:

\[ E_1 = -\frac{{13.6 \text{ эВ}}}{{1^2}} = -13.6 \text{ эВ} \]
\[ E_2 = -\frac{{13.6 \text{ эВ}}}{{2^2}} = -3.4 \text{ эВ} \]

Из этих значений видно, что энергетический уровень \( n = 2 \) имеет более высокую энергию, чем уровень \( n = 1 \).

Теперь давайте рассмотрим энергию фотона \( E_{ф} = 4 \) эВ. Если энергия фотона больше разности между энергиями двух уровней, то возможно поглощение фотона атомом.

\[ E_{ф} > E_2 - E_1 = -3.4 \text{ эВ} - (-13.6 \text{ эВ}) = 10.2 \text{ эВ} \]

Таким образом, когда \( E_{ф} = 4 \) эВ, энергия фотона меньше разности между энергией уровня \( n = 2 \) и \( n = 1 \) атома водорода. Следовательно, для данного фотона невозможно поглощение атомом водорода и переход на уровень \( n = 2 \).

Визуализация энергетической схемы стационарных состояний атома водорода, которая включает уровни \( n = 1 \) и \( n = 2 \), может помочь вам визуально представить этот процесс и лучше понять его.