Квантовая физика. Физика атома Спектр атома водорода. Правило отбора



жүктеу 164.74 Kb.
Дата07.09.2018
өлшемі164.74 Kb.

6 Квантовая физика. Физика атома 1 Спектр атома водорода. Правило отбора

Частоты спектральных линий излучения атома водорода



, где R = 3,28985.1015 с-1 – постоянная Ридберга

В ультрафиолетовой области:



n = 2, 3, 4,…; – серия Лаймана;

В видимой области:



, n = 3, 4, … – серия Бальмера

В инфракрасной области:



n = 4, 5, 6, …; – серия Пашена;

В далекой инфракрасной области:



n = 5, 6, 7,…; – серия Брекета;

n = 6, 7, 8, …; – серия Пфунда;

n = 7, 8, 9, …; – серия Хэмфри.

Квантовые значения энергии электрона в водородоподобном атоме:



, n=1, 2, 3, … - главное квантовое число

Квантовые значения радиуса орбиты электрона в водородоподобном атоме и



Квантование момента импульса:



, где орбитальное квантовое число.

s – состояние

p – состояние

d – состояние

f – состояние и т.д.

Квантование проекции момента импульса:



, где магнитное квантовое число.

Собственный механический момент импульса.



, спиновое квантовое число.

Ф6.1.1-1


На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена.



Наименьшей частоте кванта в серии Лаймана соответствует переход…

1:

2:

3: *

4:

В общем случае спектры излучения описываются формулой: (m=1 – серия Лаймана; m=2 – серия Бальмера; m=3 – серия Пашена; m=4 – серия Брекета; m=5 – серия Пфунда).

В ультрафиолетовой области серия Лаймана имеет вид:



Серия Лаймана описывает переход электрона на первый энергетический уровень. Следовательно, из приведенных ответов под него подходят только переходы: . Наименьшая частота кванта, испускаемого при переходе, будет достигаться при переходе с наименьшего уровня, то есть с n=2.



Ответ: 3

Ф6.1.1-2


На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена.



Наименьшей частоте кванта в серии Лаймана соответствует переход…

1: *

2:

3:

4:

В общем случае спектры излучения описываются формулой: (m=1 – серия Лаймана; m=2 – серия Бальмера; m=3 – серия Пашена; m=4 – серия Брекета; m=5 – серия Пфунда).

В ультрафиолетовой области серия Лаймана имеет вид:



Серия Лаймана описывает переход электрона на первый энергетический уровень. Следовательно, из приведенных ответов под него подходят только переходы: . Наименьшая частота кванта, испускаемого при переходе, будет достигаться при переходе с наименьшего уровня, то есть с n=2.



Ответ: 1

Ф6.1.1-3


На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена.



Наименьшей частоте кванта в серии Бальмера соответствует переход…

1: *

2:

3:

4:

В общем случае спектры излучения описываются формулой: (m=1 – серия Лаймана; m=2 – серия Бальмера; m=3 – серия Пашена; m=4 – серия Брекета; m=5 – серия Пфунда).

В видимой области серия Бальмера имеет вид:



Серия Бальмера описывает переход электрона на второй энергетический уровень. Следовательно, из приведенных ответов под него подходят только переходы: . Наименьшая частота кванта, испускаемого при переходе, будет достигаться при переходе с наименьшего уровня, то есть с n=3.



Ответ: 1

Ф6.1.1-4


Ф6.1.1-5


На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена.



Наибольшей частоте кванта в серии Пашена соответствует переход…

1: *

2:

3:

4:

В общем случае спектры излучения описываются формулой: (m=1 – серия Лаймана; m=2 – серия Бальмера; m=3 – серия Пашена; m=4 – серия Брекета; m=5 – серия Пфунда).

В инфракрасной области серия Пашена имеет вид:



Серия Пашена описывает переход электрона на третий энергетический уровень. Следовательно, из приведенных ответов под него подходят только переходы: . Наибольшая частота кванта, испускаемого при переходе, будет достигаться при переходе с наибольшего уровня, то есть с n=5.



Ответ: 1

Ф6.1.1-6


На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена.



Наименьшей частоте кванта в серии Пашена соответствует переход…

1: *

2:

3:

4:

В общем случае спектры излучения описываются формулой: (m=1 – серия Лаймана; m=2 – серия Бальмера; m=3 – серия Пашена; m=4 – серия Брекета; m=5 – серия Пфунда).

В инфракрасной области серия Пашена имеет вид:



Серия Пашена описывает переход электрона на третий энергетический уровень. Следовательно, из приведенных ответов под него подходят только переходы: . Наименьшая частота кванта, испускаемого при переходе, будет достигаться при переходе с наименьшего уровня, то есть с n=4.



Ответ: 1

Ф6.1.1-7




Правильный ответ 1.

Ф6.1.2-1


Установить соответствие квантовых чисел, определяющих волновую функцию электрона в атоме водорода, их физическому смыслу

1. n А. определяет ориентации электронного облака в пространстве

2. l Б. определяет форму электронного облака

3. m В. Определяет размеры электронного облака

Г. Собственный механический момент

1: 1-В, 2-Б, 3-А*

2: 1-Г, 2-Б, 3-А

3: 1-В, 2-А, 3-Г

4: 1-А, 2-Б, 3-В

Главное квантовое число (n) – целое число, обозначающее номер энергетического уровня. Характеризует энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень. С возрастающим главным квантовым числом возрастают радиус орбиты и энергия электрона.

Орбитальное квантовое число (l) – определяет форму электронного облака и определяет энергетический подуровень данного энергетического уровня. Орбитальное квантовое число связано с главным квантовым числом соотношением: .

Магнитное квантовое число (m) – характеризует ориентацию в пространстве орбитального момента количества движения электрона или пространственное расположение электронной орбитали. Магнитное квантовое число принимает целые значения . Каждое из возможных значений магнитного квантового числа определяет проекцию вектора орбитального момента на данное направление (обычно ось Z). Проекция орбитального момента импульса на ось Z равна .

Спин – собственный момент импульса (или магнитный момент) элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. Спином называют также собственный момент импульса атомного ядра или атома.

Ответ: 1

Ф6.1.2-2




Правильный ответ 1.

Ф6.1.2-3




1*

проекцию орбитального момента импульса электрона на заданное направление

2

орбитальный механический момент электрона в атоме

3

собственный механический момент электрона в атоме

4

энергию стационарного состояния электрона в атоме

Ф6.1.3-1

В атоме водорода уровню энергии номера n отвечает (без учёта спина) …

1: 2n2 различных квантовых состояний

2: (n - 1)2 различных квантовых состояний

3: n 2 различных квантовых состояний*

4: n - 1 различных квантовых состояний

5. n + 1 различных квантовых состояний

Для каждого n существует n орбитальных квантовых чисел, и соответственно электронных облаков. Для каждого l-облака существует 2l+1 пространственных расположение электронных орбиталей. Т.о. для каждого n существует .

Ответ: 3

Ф6.1.4-1


На рисунке приведена одна из возможных ориентаций момента импульса электрона в p-состоянии. Какие еще значения может принимать проекция момента импульса на направление Z внешнего магнитного поля?



1: 0*

2: *

3:

4:

p-состоянию соответствует орбитальное квантовое число l=1.

Существует пространственное квантование: вектор момента импульса электрона может иметь лишь такие ориентации в пространстве, при которых проекция вектора на направление внешнего магнитного поля принимает квантовые значения; кратные : , где m – магнитное квантовое число, принимающее значения: , где – орбитальное квантовое число.

Значит, p-уровню соответствуют следующие значения проекции : , а на рисунке представлен только значение . Поэтому ещё могут быть проекции .

Ответ: 1, 2

Ф6.1.4-2


На рисунке приведена одна из возможных ориентаций момента импульса электрона в p-состоянии. Какие еще значения может принимать проекция момента импульса на направление Z внешнего магнитного поля?



1:*

2:0*

3:

4:

p-состоянию соответствует орбитальное квантовое число l=1.

Существует пространственное квантование: вектор момента импульса электрона может иметь лишь такие ориентации в пространстве, при которых проекция вектора на направление внешнего магнитного поля принимает квантовые значения; кратные : , где m – магнитное квантовое число, принимающее значения: , где – орбитальное квантовое число.

Значит, p-уровню соответствуют следующие значения проекции : , а на рисунке представлен только значение . Поэтому ещё могут быть проекции .

Ответ: 1, 2

Ф6.1.4-3


На рисунке приведены некоторые из возможных ориентаций момента импульса для электронов в d-состоянии. Какие еще значения может принимать проекция момента импульса на направление Z внешнего магнитного поля?



1: *

2: *

3:

4:

d-состоянию соответствует орбитальное квантовое число l=2.

Существует пространственное квантование: вектор момента импульса электрона может иметь лишь такие ориентации в пространстве, при которых проекция вектора на направление внешнего магнитного поля принимает квантовые значения; кратные : , где m – магнитное квантовое число, принимающее значения: , где – орбитальное квантовое число.

Значит, p-уровню соответствуют следующие значения проекции : , а на рисунке представленs только значения . Поэтому ещё могут быть проекции .

Ответ: 1, 2

Ф6.1.4-4


На рисунке приведены некоторые из возможных ориентаций момента импульса для электронов в d-состоянии. Какие еще значения может принимать проекция момента импульса на направление Z внешнего магнитного поля?



1: *

2: *

3:

4:

d-состоянию соответствует орбитальное квантовое число l=2.

Существует пространственное квантование: вектор момента импульса электрона может иметь лишь такие ориентации в пространстве, при которых проекция вектора на направление внешнего магнитного поля принимает квантовые значения; кратные : , где m – магнитное квантовое число, принимающее значения: , где – орбитальное квантовое число.

Значит, p-уровню соответствуют следующие значения проекции : , а на рисунке представленs только значения . Поэтому ещё могут быть проекции .

Ответ: 1, 2

Ф6.1.5-1


Закон сохранения момента импульса накладывает ограничения на возможные переходы электрона в атоме с одного уровня на другой (правило отбора). В энергетическом спектре атома водорода (рис.) запрещённым переходом является …



1: 3p – 2s

2: 3s – 2s*

3: 4f – 3d

4: 4s – 3p

Правило отбора гласит, что возможны только такие переходы, при которых орбитальное квантовое число l меняется на единицу: Δl = ±1. Это правило является следствием закона сохранения момента количества движения. Изменение главного квантового числа n может быть любое. Возможные переходы показаны на схеме уровней.

Ответ: 3s-2s



Ответ: 2

Ф6.1.5-2


При переходах электрона в атоме с одного уровня на другой закон сохранения момента импульса накладывает определенные ограничения (правило отбора). Если система энергетических уровней атома водорода имеет вид, представленный на рисунке, то запрещенными переходами являются…



1: 2s – 1s*

2: 4f – 2p*

3: 3d – 2p

4: 2p – 1s

Правило отбора гласит, что возможны только такие переходы, при которых орбитальное квантовое число l меняется на единицу: Δl = ±1. Это правило есть следствие закона сохранения момента количества движения. Изменение главного квантового числа n может быть любое.

Ответ: 4f-2p, 2s-1s



Ответ: 1, 2

Ф6.1.5-3


При переходах электрона в атоме с одного уровня на другой закон сохранения момента импульса накладывает определенные ограничения (правило отбора). Если система энергетических уровней атома водорода имеет вид, представленный на рисунке, то запрещенными переходами являются…



1: 2s – 1s*

2: 4s – 3d*

3: 4s – 3p

4: 2p – 1s

Правило отбора гласит, что возможны только такие переходы, при которых орбитальное квантовое число l меняется на единицу: Δl = ±1. Это правило есть следствие закона сохранения момента количества движения. Изменение главного квантового числа n может быть любое.

Ответ: 4s-3d, 2s-1s

Ф6.1.5-4


При переходах электрона в атоме с одного уровня на другой закон сохранения момента импульса накладывает определенные ограничения (правило отбора). Если система энергетических уровней атома водорода имеет вид, представленный на рисунке, то запрещенными переходами являются…



1: 4s – 3s*

2: 4f – 2p*

3: 3s – 2p

4: 4p – 3d

Правило отбора гласит, что возможны только такие переходы, при которых орбитальное квантовое число l меняется на единицу: Δl = ±1. Это правило есть следствие закона сохранения момента количества движения. Изменение главного квантового числа n может быть любое.

Ответ: 4s-3s, 4f-2p



Ответ: 1, 2

Ф6.1.5-5


При переходах электрона в атоме с одного уровня на другой закон сохранения момента импульса накладывает определенные ограничения (правило отбора). Если система энергетических уровней атома водорода имеет вид, представленный на рисунке, то запрещенными переходами являются…



1: 3s – 2s*

2: 4f – 2p*

3: 4s – 3p

4: 3s – 2p

Правило отбора гласит, что возможны только такие переходы, при которых орбитальное квантовое число l меняется на единицу: Δl = ±1. Это правило есть следствие закона сохранения момента количества движения. Изменение главного квантового числа n может быть любое.

Ответ: 4f-2p, 3s-2s

Ф6.1.5-6


При переходах электрона в атоме с одного уровня на другой закон сохранения момента импульса накладывает определенные ограничения (правило отбора). Если система энергетических уровней атома водорода имеет вид, представленный на рисунке, то запрещенными переходами являются…



1: 4p – 3p*

2: 4d – 2s*

3: 4s – 3p

4: 3d – 2p

Правило отбора гласит, что возможны только такие переходы, при которых орбитальное квантовое число l меняется на единицу: Δl = ±1. Это правило есть следствие закона сохранения момента количества движения. Изменение главного квантового числа n может быть любое.

Ответ: 4p-3p, 4d-2s



Ответ: 1, 2

Ф6.1.5-7




1*

4f-2p

2

2p-1s

3

3s-2p

4

4p-3d

Ф6.1.5-8



1*

4d-2s

2

2p-1s

3

4s-3p

4

3d-2p

Ф6.1.5-9



1*

5s→3d

2

5d→3p

3

4p→3s

4

4d→3p

Ф6.1.5-10



1*

5

2

4

3

3

4

2

5

1

Каталог: res -> fizika
fizika -> Задача 1 Чтобы удерживать брусок на наклонной плоскости с углом наклона = 45
fizika -> Строение атомов и молекул
fizika -> Механические и электромагнитные колебания и волны Энергия волны. Перенос энергии волной
fizika -> 30 самых актуальных проблем современной физики и астрофизики
fizika -> Элементы специальной (частной) теории относительности Преобразования Галилея. Механический принцип относительности
fizika -> Электричество и магнетизм Электростатическое поле в вакууме
fizika -> Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика Средняя энергия молекул
fizika -> Предмет квантовой физики
fizika -> Электромагнитные волны
fizika -> Укажите квантовую схему, соответствующую гравитационному взаимодействию. 1: 2: 3


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет