Egzamin maturalny Fizyka. Poziom rozszerzony grudzień 2024. Zadanie 9.3

Zadanie 9.

Gdy elektron w atomie przechodzi ze stanu energetycznego o numerze n i energii E_n do stanu energetycznego o numerze k i energii E_k, gdzie E_n > E_k, to emituje foton. Takie przejście elektronu między stanami energetycznymi w atomie oznaczymy jako n → k. 

Atom wodoru emituje światło widzialne tylko podczas przejść typu n → 2, gdzie n ∈ {3, 4, 5, 6}.

Długości fal światła widzialnego w próżni mieszczą się w zakresie od około 400 nm (fiolet) do około 800 nm (czerwień).

Na diagramie 1. przedstawiono pierwsze cztery poziomy energetyczne w atomie wodoru.

Na osi energii zachowano skalę między długościami odcinków, których końce odpowiadają energiom: E₁, E₂, E₃, E₄.

Obok osi energii przedstawiono możliwe przejścia a → b elektronu z poziomu energetycznego o numerze a ∈ {2, 3, 4} na poziom o numerze b ∈ {1, 2, 3} (gdzie a > b).

Zadanie 9.3.

Oblicz λ₃₁ - długość fotonu emitowanego podczas przejścia elektronu między stanami energetycznymi 3 → 1 w atomie wodoru. Zapisz obliczenia. Wynik podaj zaokrąglony do trzech cyfr znaczących.

Pomiń energię kinetyczną odrzutu atomu.

Wskazówka: Skorzystaj z Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki.