A hidrogénatom gerjesztése
[justify]A szimuláció megmutatja, milyen energiájú fotonokkal lehetséges a H-atom gerjesztése.[br][br]A szimuláció segítségével az figyelhetjük meg, hogy a különböző hullámhosszúságú fény energiája hogyan képes a hidrogénatom elektronját gerjeszteni.[/justify]
1. feladat
Elindítás előtt értelmezd a szimuláció elemeit! [br][br]a) A kiindulási szint beviteli mezőjében alapállapotban látható 1 helyére írj 2-t! Hogyan változik az elektron helyzete egy „Enter” megnyomására?[br][br]b) Mit jelent a „kiindulási szint” kifejezés?[br][br]c) A változás alapján minek tekinthetjük a köríveket?
2. feladat
[justify]Indítsd el alapállapotban a szimulációt! Figyeld meg, mi történik![br][br]a) Hova került az elektron?[br][br]b) A skála alapján milyen hullámhosszúságú fénnyel (fotonnal) gerjesztettük? Ez a látható fény tartományába esik?[br][br]c) A kiindulási pálya energiaszintjéhez képest az elektron milyen energiájú pályára került? Mekkora energiaszint-növekedést jelent ez?[/justify]
3. feladat
[justify]A beállítások megváltoztatása nélkül, ugyanakkora energiájú fotonnal gerjesszük ismét az elektront![br][br]a) Hova kerül az elektron ebben az esetben?[br][br]b) Mit jelent az, hogy az elektron „0 energiájú” pályára került? (Ezt a jobb oldali energiaszintekről olvashatod le!)[br][br]c) Tulajdonképpen ez a gerjesztés mit jelent az atom számára?[/justify]
4. feladat
[justify]Állítsd vissza a kiindulási állapotot! A kiindulási szintet állítsd be 1 értékűnek, majd a csúszka segítségével keresd meg az első héj gerjesztési szintjeit![br][br]a) Mekkora az első héjról kiinduló első, a második és a harmadik gerjesztési szint energiaértéke? (1-2, 1-3, 1-4 szintek)[br][br]b) Hogyan tudjuk értelmezni, hogy a pirossal jelölt szintnél nagyobb energiájú gerjesztésre mindig ugyanaz történik?[br][br]c) Állítsd be, mekkora az a legkisebb energiájú foton, mely hatására az elektron az atommagtól „végtelen” távolságba kerül![br][br]d) Számítással határozd meg, hogy 1 mol (6·10[sup]23[/sup] db) hidrogénatomról minimálisan mekkora energiamennyiséggel tudjuk leszakítani az elektronjukat![/justify]
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 [math]E_{\text{gerj}}=E_n-E_m[/math], ahol [math]E_n[/math] a végállapot, [math]E_m[/math] a kiindulási állapot energiája. Mivel adottelektronállapot energiája a [math]-\frac{1}{n^2}[/math]-tel arányos[br][math]E_{\text{gerj}}=h\cdot R\cdot\left(\frac{1}{m^2}-\frac{1}{n^2}\right)=2,17\cdot10^{-18}\cdot\left(\frac{1}{m^2}-\frac{1}{n^2}\right)\left[\text{J}\right][/math],[br]ahol [i]n[/i] és [i]m[/i] az egyes állapotok főkvantumszáma, azaz a pálya sorszáma.