Förstå koncepten

* Energinivåer: Väteatomer har specifika energinivåer som elektroner kan uppta. Dessa nivåer är kvantiserade, vilket betyder att endast vissa diskreta energier är tillåtna.

* Övergångar: När en elektron rör sig från en högre energinivå (n _i ) till en lägre energinivå (n _f ), den släpper energi i form av en foton.

* fotonenergi: Energin från den utsända fotonen är lika med skillnaden i energi mellan de två nivåerna.

* Plancks relation: En energi från en foton (E) är relaterad till dess frekvens (v) med ekvationen E =Hν, där H är Plancks konstant (6.626 x 10 ^-34 J · s).

steg för att beräkna frekvensen

1. Bestäm energiskillnaden:

* Använd följande formel för att beräkna energiskillnaden (ΔE) mellan det initiala (n _i ) och final (n _f ) Energinivåer:

ΔE =-13.6 eV * (1/n _f ² - 1/n _i ² )

Där:

* 13.6 eV är joniseringsenergin i väte

* n _i och n _f är de viktigaste kvantantalet för de initiala och slutliga energinivåerna.

2. Konvertera energi till Joules:

* Eftersom Plancks konstant är i joule-sekunder (j · s), konvertera energiskillnaden från elektronvolt (EV) till Joules (J) med omvandlingsfaktorn:1 eV =1,602 x 10 ^-19 J.

3. Beräkna frekvensen:

* Använd Plancks relation (E =Hν) för att hitta frekvensen (ν) för foton:

ν =e / h

Exempel:

Låt oss säga att en väteatomövergångar från n =3 energinivån till n =2 energinivån.

1. Energi skillnad:

* ΔE =-13.6 eV * (1/2 ² - 1/3 ² ) =-1,89 eV

2. Energi i Joules:

* ΔE =-1,89 eV * 1,602 x 10 ^-19 J/EV =-3,03 x 10 ^-19 J (det negativa tecknet indikerar att energi släpps)

3. Frekvens:

* v =| -3,03 x 10 ^-19 J | / 6.626 x 10 ^-34 J · s =4,57 x 10 ¹⁴ HZ

Resultat: Frekvensen för fotonen som släpps ut under denna övergång är ungefär 4,57 x 10 ¹⁴ HZ.

Viktig anmärkning: Denna beräkning gäller övergångar inom väteatomen. För andra atomer kommer energinivåstrukturen och joniseringsenergierna att vara annorlunda.