Google ClassroomGoogle Classroom
GeoGebraGeoGebra Classroom

A hidrogénatom gerjesztése

A szimuláció megmutatja, milyen energiájú fotonokkal lehetséges a H-atom gerjesztése. A szimuláció segítségével az figyelhetjük meg, hogy a különböző hullámhosszúságú fény energiája hogyan képes a hidrogénatom elektronját gerjeszteni.

1. feladat

Elindítás előtt értelmezd a szimuláció elemeit! a) A kiindulási szint beviteli mezőjében alapállapotban látható 1 helyére írj 2-t! Hogyan változik az elektron helyzete egy „Enter” megnyomására? b) Mit jelent a „kiindulási szint” kifejezés? c) A változás alapján minek tekinthetjük a köríveket?

2. feladat

Indítsd el alapállapotban a szimulációt! Figyeld meg, mi történik! a) Hova került az elektron? b) A skála alapján milyen hullámhosszúságú fénnyel (fotonnal) gerjesztettük? Ez a látható fény tartományába esik? c) A kiindulási pálya energiaszintjéhez képest az elektron milyen energiájú pályára került? Mekkora energiaszint-növekedést jelent ez?

3. feladat

A beállítások megváltoztatása nélkül, ugyanakkora energiájú fotonnal gerjesszük ismét az elektront! a) Hova kerül az elektron ebben az esetben? b) Mit jelent az, hogy az elektron „0 energiájú” pályára került? (Ezt a jobb oldali energiaszintekről olvashatod le!) c) Tulajdonképpen ez a gerjesztés mit jelent az atom számára?

4. feladat

Állítsd vissza a kiindulási állapotot! A kiindulási szintet állítsd be 1 értékűnek, majd a csúszka segítségével keresd meg az első héj gerjesztési szintjeit! a) Mekkora az első héjról kiinduló első, a második és a harmadik gerjesztési szint energiaértéke? (1-2, 1-3, 1-4 szintek) b) Hogyan tudjuk értelmezni, hogy a pirossal jelölt szintnél nagyobb energiájú gerjesztésre mindig ugyanaz történik? c) Állítsd be, mekkora az a legkisebb energiájú foton, mely hatására az elektron az atommagtól „végtelen” távolságba kerül! d) Számítással határozd meg, hogy 1 mol (6·1023 db) hidrogénatomról minimálisan mekkora energiamennyiséggel tudjuk leszakítani az elektronjukat!

Háttérismeret

Az atomok, molekulák energia-felvétellel gerjesztett állapotba kerülnek, ahonnan foton kibocsátással energiát adnak le, és egy alacsonyabb energiájú állapotba kerülnek. A gerjesztéshez szükséges energia , ahol a végállapot, a kiindulási állapot energiája. Mivel adottelektronállapot energiája a -tel arányos , ahol n és m az egyes állapotok főkvantumszáma, azaz a pálya sorszáma.