- Что такое спектр электромагнитного излучения?
Спектр данного электромагнитного излучения — это зависимость интенсивности этого излучения от его частоты.1 - Изобразите линейчатый спектр, поясните, что такое линейчатый спектр по этому рисунку.
Пример, линейчатого спектра изображён на рис. 155.
Рис. 155. Линейчатый спектр.
I~- ось интенсивности данного электромагнитного излучения,
ν~- ось частоты этого излучения.
ν_1, ν_2, ν_3~и~ν_4 частоты интенсивность данного электромагнитного излучения, на которых соответственно равна I_1, I_2, I_3~и~I_4.
По рисунку видно, что данное электромагнитное излучение состоит из электромагнитного излучения, частота которого ν_1, а интенсивность I_1, электромагнитного излучения, частота которого ν_2, а интенсивность I_2, электромагнитного излучения, частота которого ν_3, а интенсивность I_3 и электромагнитного излучения, частота которого ν_4, а интенсивность I_4. (Иногда интенсивности на спектре не указывают, а указывают только частоты (или соответствующие им длины волн). Такой спектр называется линейчатым, потому что он состоит из тонких линий (вертикальные линии на рисунке). - Какие вещества излучают электромагнитную энергию, спектр которой линейчатый?
Атомарные газы (атомарные газы здесь значит газы, состоящие из атомов, то есть из одноатомных молекул). излучают электромагнитную энергию, спектр которой линейчатый. - Запишите формулу для спектра уровня энергии атома водорода и проиллюстрируйте эти уровни рисунком.
E_n=\large \frac{-13,6~эВ}{n^2};~\normalsize где~n=1,2,3,…
где E_n~- энергия n-го энергетического уровня атома водорода,
эВ~- электрон-вольт — энергия, которой обладает элементарный заряд в потенциале 1~вольт,
n~- номер энергетического уровня атома водорода,
n=1,2,3,…~- эта запись показывает, что n может быть любым натуральным числом.
Уровни энергии атома водорода изображены на рис. 156.
Рис. 156. Уровни энергии атома водорода.
\mathrm{E}~- ось энергии.
Горизонтальные линии — энергетические уровни атома (они же особые стационарные состояния атома, обладающие определёнными значениями энергии)2.
E_1~- энергия атома водорода, находящегося на первом энергетическом уровне (иногда вместо энергетический уровень говорят просто уровень) (этот уровень называется основным) (согласно приведённой формуле энергия атома на первом уровне наименьшая),
E_2~- энергия атома водорода, находящегося на втором энергетическом уровне (E_i~- обозначает не только энергию атома, находящегося на i-ом энергетическом уровне, но и сам этот i-ый энергетический уровень),
E_3~- энергия атома водорода, находящегося на третьем энергетическом уровне,
E_4~- энергия атома водорода, находящегося на четвёртом энергетическом уровне,
E_∞~- энергия атома водорода, когда электрон покинул атом, то есть энергия ионизованного атома водорода.
E_∞=0 указывает, что энергия ионизованного атома водорода, то есть, когда электрон находится достаточно (бесконечно) далеко от остального атома водорода (иона), принимается за ноль энергии атома.
Число 1 указывает, где на оси находится значение 1~эВ.
Пятый и более высокие энергетические уровни идут очень часто, поэтому они не подписаны буквами, хотя и изображены на рисунке.
Начиная примерно с 8-мого энергетического уровня толщина карандаша оказывается настолько большой, по сравнению с расстоянием между горизонтальными линиями, изображающими уровни, что на рисунке уровни, начиная с этого (примерно восьмого) сливаются в толстую полосу, закрашенную карандашом. - Когда энергия атома водорода становится неотрицательной?
Энергия атома водорода станет неотрицательной, когда атом ионизуется.