В атоме водорода электрон находится в возбужденном состоянии 5p. Найдите максимальный квант энергии, который может выделиться при переходе электрона в одно из низших состояний. Какое это состояние?
-11049029210n=4
n=3
n=2
n=1
n=5
l=0
l=1
l=2
l=3
l=4
s
p
d
f
g
n=4
n=3
n=2
n=1
n=5
l=0
l=1
l=2
l=3
l=4
s
p
d
f
g
В нашем случае главное квантовое число электрона:n=5
Азимутальное квантовое число:l=1
Азимутальное квантовое число при переходе электрона в одно из низших состояний может измениться на ∆l=±1
Как известно, азимутальное квантовое число может принимать значения от 0 до n-1
. Возможны переходы в состояния:4s,4d,3s,3d,2s,1s
При переходе электрона в низшее состояние выделяется энергия:∆E=me48h2ε021ni2-1nj2 (1)
Где m- масса электрона, e- заряд электрона, h- постоянная Планка, ε0- электрическая постоянная, ni,nj- главные квантовые числа электрона
. Возможны переходы в состояния:4s,4d,3s,3d,2s,1s
При переходе электрона в низшее состояние выделяется энергия:∆E=me48h2ε021ni2-1nj2 (1)
Где m- масса электрона, e- заряд электрона, h- постоянная Планка, ε0- электрическая постоянная, ni,nj- главные квантовые числа электрона
- В атоме водорода электрон первоначально находится в состоянии, . Определите, какая энергия выделяется или
- В АТП на балансе числится 80 новых автомобилей ГАЗ Валдай. Определить количество воздействий по
- Ваттметр, вольтметр и амперметр, включенные в однофазную цепь, дали показания: P=2 Вт, U=8 В,
- Вахрамеев обратился с иском к ИП Шкурко, у которого он работает по трудовому договору,
- Вахтер Гришин, являющийся пенсионером по старости, обратился к работодателю с просьбой о предоставлении ему
- Ваша деятельность связана с постоянным использованием оргтехники, но габариты кабинета, который Вы занимаете, не
- Ваша компания имеет следующую структуру финансирования бизнеса:
Источники финансирования Объем финансирования, млн. руб. Посленалоговая стоимость - Васькин И.Л. обратился в суд с иском к Брунову А.А. о возмещении ущерба, ссылаясь
- В ателье по ремонту бытовой техники работают четыре человека. До уплаты подоходного налога годовой
- В ателье по ремонту бытовой техники работают четыре человека. До уплаты подоходного налога годовой. 2
- В ателье по ремонту бытовой техники работают четыре человека. До уплаты подоходного налога годовой. 3
- В ателье по ремонту бытовой техники работают четыре человека. До уплаты подоходного налога годовой. 4
- В ателье по ремонту бытовой техники работают четыре человека. До уплаты подоходного налога годовой. 5
- В атмосфере города присутствуют загрязняющие вещества в концентрациях, представленных в таблице:
Вещество Класс опасности ПДКсс,
- Печать
Страницы: [1] 2 3 … 5 След.» Все Вниз
A A A A
Тема: Есть ли верхний предел для частоты электромагнитного излучения? (Прочитано 16301 раз)
0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.
Есть ли верхний предел частоты электромагнитного излучения? Если нет, то, очевидно, с неограниченным ростом частоты должна расти и энергия кванта hv. Но до какой величины она может вырасти? До энергии водородной бомбы? 
Или все-таки есть теоретические ограничители максимально-достижимой энергии кванта, связанные, например, с механизмами его высвобождения?
Записан
Записан
Вселенная возникла из ничего с соблюдением законов сохранения
Есть ли верхний предел частоты электромагнитного излучения?
Цитата: voyager 9 от 20.11.2011 [18:42:54]2) какой максимальной (теоретически) энергией может обладать гамма-квант?
Любой, стремится к бесконечности. (в пределе).
Лично я наткнулся на информацию, что максимальная энергия гамма кванта (! а не любых космических лучей) зафиксированна 100 — 120 ГэВ.
Подтверждено, что гамма кванты тормозного излучения и космического излучения достигают десятков ГэВ.
Старый знакомый — пульсар в Крабовидной туманности подкинул загадок:
http://science.compulenta.ru/638954/
Частота, длинна и энергия:
« Последнее редактирование: 17 Фев 2012 [13:03:38] от voyager 9 »
Записан
Спасибо, коллеги, это надо переварить
А эксперименты на достижение максимумов какие-нибудь ставились?
Записан
Максимальная энергия (кинетическая) может быть любой — только строй коллайдеры! Речь-то идет о частоте, а она в лице носителя — планкеона — приобретает максимальное значение, а сам планкеон имеет удивительное свойство: он теряет способность к передвижению в пространстве. См. http://victorpetrov.ru/viktor-korukhov-o-prirode-fundamentalnykh-konstant.html формула 14 и вывод
Записан
Вселенная возникла из ничего с соблюдением законов сохранения
Частота не физическая характеристика, а счетная. И показывает сколько периодов измеряемого излучения поместится в единицу измерения времени. Время делить на время — частота безразмерна.
А верхний предел это 13.6 миллиардов лет разделить на 1 сек.
Записан
Частота не физическая характеристика, а счетная.
Это пока она не связана с энергией кванта. См. постановку задачи в начале темы.
Записан
ЧАСТОТА — ЧАСТОТА, показатель, выражающий собой число повторений или возникновения событий (процессов). В статистике частота это цифра, показывающая, сколько раз за какой то период происходило некоторое событие, проявлялось определенное свойство объекта… … Научно-технический энциклопедический словарь
В формуле Планка — сколько постоянных Планка составляют энергию фотона.
Записан
Максимальная энергия (кинетическая) может быть любой — только строй коллайдеры!
victorpetrov, коллайдер не нужен — зажёг лучину и вот они родимые (фотоны) полетели…
Скорость света = const
По вашему, в чём заключена энергия фотона?
Записан
Записан
Vitaliy Schein
НПЗ-ПО 3-9х24-1
E=hv, где v — частота. Частота имеет размерность 1/сек
Максимальная частота дает максимальную энергию фотона
Записан
Вселенная возникла из ничего с соблюдением законов сохранения
В формуле Планка — сколько постоянных Планка составляют энергию фотона.
Фразеологическая сторона вопроса меня интересует меньше всего. Если не нравится частота, можно рассуждать о максимально-достижимой энергии фотона.
Записан
Максимальная частота фотона соответствует планковской энергии ~ 1019 Гэв
Такие энергии возможны только в самом начале БВ.
При этом идет супервеликое объединие всех взаимодействий и частицы неразличимы друг от друга.
Понятие фотона теряет смысл.
Записан
Максимальная частота фотона соответствует планковской энергии ~ 1019 Гэв
Такие энергии возможны только в самом начале БВ.
При этом идет супервеликое объединие всех взаимодействий и частицы неразличимы друг от друга.
Понятие фотона теряет смысл.
Понятно, спасибо. А как все-таки определить максимальную достижимую энергию для фотона, который можно получить сегодня, через много миллиардов лет после БВ, без потери смысла понятия «фотон»?
Записан
Вот определение секунды -Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
Слово «период» — понимаете?
Частота — сколько периодов в принятом за единицу периоде. Безразмерное число. Надо смотреть в суть вещей — тогда будет ясность.
Записан
Максимальная частота фотона соответствует планковской энергии ~ 1019 Гэв
Такие энергии возможны только в самом начале БВ.
При этом идет супервеликое объединие всех взаимодействий и частицы неразличимы друг от друга.
Понятие фотона теряет смысл.Понятно, спасибо. А как все-таки определить максимальную достижимую энергию для фотона, который можно получить сегодня, через много миллиардов лет после БВ, без потери смысла понятия «фотон»?
Измерением спектров гамма излучений, например, при мощных гамма-всплесках (~ происходят 1раз в день) и соответственно поиском по Гуглу ссылок на подобные явления и возможности диапазона гамма-датчиков. 
Записан
А как все-таки определить максимальную достижимую энергию для фотона
Теоретически — это подставить в формулу E=hv значение v=1,85487×1043 c−1
Это частота принадлежит планковскому объекту
« Последнее редактирование: 17 Фев 2012 [13:58:09] от victorpetrov »
Записан
Вселенная возникла из ничего с соблюдением законов сохранения
Слово «период» — понимаете? Частота — сколько периодов в принятом за единицу периоде. Безразмерное число. Надо смотреть в суть вещей — тогда будет ясность.
Пока четко понимаю одно — не понимаю Ваших рассуждений.
Упрощаю постановку вопроса: Какое максимальное значение может иметь теоретически переменная v в формуле для энергии кванта E = hv?
Записан
А как все-таки определить максимальную достижимую энергию для фотона
Теоретически — это подставить в формулу E=hv значение v=1,85487×10^43 c−1 Это частота принадлежит планковскому объекту
Т.е. длина волны не может быть меньше размера Планковского объекта? Есть такой постулат?
Во, кажется нашел наводку: рост энергии фотона ограничен границей трансформации его в черную дыру.
Записан
Вообще то есть такой параметр как λс-комптоновская длина. Если он будет равен планковскому радиусу то это будет тот самый планкеон о котором писали выше. Он же максимон, он же планковская черная дыра.
Записан
Vitaliy Schein
НПЗ-ПО 3-9х24-1
- Печать
Страницы: [1] 2 3 … 5 След.» Все Вверх
Условие задачи:
Найти максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вырываемых с поверхности цезия фиолетовым светом с длиной волны 410 нм.
Задача №11.2.13 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
(lambda = 410) нм, (E_к-?)
Решение задачи:
Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия поглощенного кванта (hnu) идет на совершение работы выхода (A_{вых}) и на сообщение кинетической энергии вылетевшему электрону (E_к). Поэтому:
[hnu = {A_{вых}} + {E_к};;;;(1)]
Работа выхода электрона (A_{вых}) из цезия – это табличная величина, равная 2 эВ.
В этой формуле (h) – это постоянная Планка, равная 6,62·10-34 Дж·с.
Частоту колебаний (nu) можно выразить через скорость света (c), которая равна 3·108 м/с, и длину волны (lambda) по следующей формуле:
[nu = frac{c}{lambda};;;;(2)]
Подставим выражение (2) в формулу (1), тогда:
[frac{{hc}}{lambda } = {A_{вых}} + {E_к}]
Откуда искомая максимальная кинетическая энергия электронов (E_к) равна (приведем под общий знаменатель):
[{E_к} = frac{{hc}}{lambda } – {A_{вых}}]
[{E_к} = frac{{hc – {A_{вых}}lambda }}{lambda }]
Посчитаем численный ответ (напоминаем, что 1 эВ = 1,6·10-19 Дж):
[{E_к} = frac{{6,62 cdot {{10}^{ – 34}} cdot 3 cdot {{10}^8} – 2 cdot 1,6 cdot {{10}^{ – 19}} cdot 410 cdot {{10}^{ – 9}}}}{{410 cdot {{10}^{ – 9}}}} = 1,64 cdot {10^{ – 19}};Дж = 1,03;эВ]
Ответ: 1,03 эВ.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
11.2.12 Определить максимальную кинетическую энергию электронов, вылетающих из калия
11.2.14 Максимальная кинетическая энергия электронов, вырываемых с поверхности цезия
11.2.15 Какой частоты свет следует направить на поверхность калия, чтобы максимальная скорость
У всех классических механических волн (в жидкостях, газах и твердых телах) главный параметр, определяющий энергию волны, — это ее амплитуда (точнее, квадрат амплитуды). В случае света амплитуда определяет интенсивность излучения. Однако при изучении явления фотоэффекта — выбивания светом электронов из металла — обнаружилось, что энергия выбитых электронов не связана с интенсивностью (амплитудой) излучения, а зависит только от его частоты. Даже слабый голубой свет выбивает электроны из металла, а самый мощный желтый прожектор не может выбить из того же металла ни одного электрона. Интенсивность определяет, сколько будет выбито электронов, — но только если частота превышает некоторый порог. Оказалось, что энергия в электромагнитной волне раздроблена на порции, получившие название квантов. Энергия кванта электромагнитного излучения фиксирована и равна
E = hν,
где h = 4·10–15 эВ·с = 6·10–34 Дж·с — постоянная Планка, еще одна фундаментальная физическая величина, определяющая свойства нашего мира. С отдельным электроном при фотоэффекте взаимодействует отдельный квант, и если его энергии недостаточно, он не может выбить электрон из металла. Давний спор о природе света — волны это или поток частиц — разрешился в пользу своеобразного синтеза. Одни явления описываются волновыми уравнениями, а другие — представлениями о фотонах, квантах электромагнитного излучения, которые были введены в оборот двумя немецкими физиками — Максом Планком и Альбертом Эйнштейном.
Энергию квантов в физике принято выражать в электрон-вольтах. Это внесистемная единица измерения энергии. Один электрон-вольт (1 эВ) равен энергии, которую приобретает электрон, когда разгоняется электрическим полем напряжением 1 вольт. Это очень небольшая величина, в единицах системы Си 1 эВ = 1,6·10–19 Дж. Но в масштабах атомов и молекул электрон-вольт — вполне солидная величина.
От энергии квантов напрямую зависит способность излучения производить определенное воздействие на вещество. Многие процессы в веществе характеризуются пороговой энергией — если отдельные кванты несут меньшую энергию, то, как бы много их ни было, они не смогут спровоцировать надпороговый процесс.
Немного забегая вперед, приведем примеры. Энергии СВЧ-квантов хватает для возбуждения вращательных уровней основного электронно-колебательного состояния некоторых молекул, например воды. Энергии в доли электрон-вольта хватает для возбуждения колебательных уровней основного состояния в атомах и молекулах. Этим определяется, например, поглощение инфракрасного излучения в атмосфере. Кванты видимого света имеют энергию 2–3 эВ — этого достаточно для нарушения химических связей и провоцирования некоторых химических реакций, например, тех, что протекают в фотопленке и в сетчатке глаза. Ультрафиолетовые кванты могут разрушать более сильные химические связи, а также ионизировать атомы, отрывая внешние электроны. Это делает ультрафиолет опасным для жизни. Рентгеновское излучение может вырывать из атомов электроны с внутренних оболочек, а также возбуждать колебания внутри атомных ядер. Гамма-излучение способно разрушать атомные ядра, а самые энергичные гамма-кванты даже внедряются в структуру элементарных частиц, таких как протоны и нейтроны.
Далее: Температура излучения
Физик-теоретик Альберт Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии за раскрытие тайны кинетической энергии фотоэлектронов. Его объяснение перевернуло физику с ног на голову. Он обнаружил, что энергия, переносимая светом, не зависит от его интенсивности или яркости — по крайней мере, не так, как понимали физики того времени. Созданное им уравнение простое. Вы можете продублировать работу Эйнштейна всего за несколько шагов.
-
Работа выхода для большинства материалов достаточно велика, чтобы свет, необходимый для генерации фотоэлектронов, находился в ультрафиолетовой области электромагнитного спектра.
Определите длину волны падающего света. Фотоэлектроны выбрасываются из материала, когда свет падает на поверхность. Различные длины волн приводят к разной максимальной кинетической энергии.
Например, вы можете выбрать длину волны 415 нанометров (нанометр равен одной миллиардной части метра).
Рассчитайте частоту света. Частота волны равна ее скорости, деленной на длину волны. Для света скорость составляет 300 миллионов метров в секунду, или 3 x 10 ^ 8 метров в секунду.
Для примера задачи скорость, деленная на длину волны, составляет 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7, 23 x 10 ^ 14 Гц.
••• Комсток / Комсток / Getty Images
Рассчитайте энергию света. Большой прорыв Эйнштейна заключался в том, что свет пришел в виде крошечных энергетических пакетов; энергия этих пакетов была пропорциональна частоте. Константа пропорциональности — это число, называемое постоянной Планка, которая составляет 4, 136 x 10 ^ -15 эВ-секунд. Таким образом, энергия светового пакета равна постоянной Планка х частоте.
Энергия световых квантов для примера задачи составляет (4, 136 х 10 ^ -15) х (7, 23 х 10 ^ 14) = 2, 99 эВ.
Посмотрите на работу функции материала. Работа выхода — это количество энергии, необходимое для отрыва электрона от поверхности материала.
Например, выберите натрий, у которого рабочая функция составляет 2, 75 эВ.
Рассчитайте избыточную энергию, переносимую светом. Эта величина является максимально возможной кинетической энергией фотоэлектрона. Уравнение, которое определил Эйнштейн, говорит (максимальная кинетическая энергия электрона) = (энергия падающего пакета энергии света) минус (работа выхода).
Например, максимальная кинетическая энергия электрона составляет: 2, 99 эВ — 2, 75 эВ = 0, 24 эВ.