Корпускулярно-волновой дуализм

ЗАДАНИЕ № 29

Два источника излучают свет с длиной волны 375 и 750 нм. Отношение импульсов фотонов, излучаемых первым и вторым источником равно …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) ; 2) ; 3) 2 ; 4) 4 .

ЗАДАНИЕ № 30

Если скорость частиц одинакова, то наименьшей длиной волны обладает …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) -частица ; 2) нейтрон ; 3) электрон ; 4) протон .

ЗАДАНИЕ № 31

Если частицы имеют одинаковую длину волны де Бройля, то наименьшей скоростью обладает …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) -частица; 2) нейтрон; 3) позитрон; 4) протон.

ЗАДАНИЕ № 32

Если частицы имеют одинаковую скорость, то наибольшей длиной волны де Бройля обладает …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) электрон; 2) нейтрон; 3) протон; 4) -частица.

ЗАДАНИЕ № 33

Отношение длин волн де Бройля электрона и протона , имеющих одинаковую скорость, составляет величину порядка…

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1)10³; 2) 1; 3) 10;4)10^–3 .

---------------------------

Указание к заданиям № 29 – 33

Связь между длиной волны де Бройля ( ) и импульсом (p) частицы:

(h – постоянная Планка).

Для нерелятивистской частицы ( ) справедливо: ,

где m – масса частицы, а – её скорость.

ПОСТУЛАТЫ БОРА. СПЕКТР АТОМА ВОДОРОДА

ЗАДАНИЕ № 34

Электрон в атоме водорода перешёл из основного состояния в возбужденное с n=3 . Радиус его боровской орбиты …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) увеличился в 2 раза;

2) увеличился в 3 раза;

3) увеличился в 9 раз;

4) уменьшился в 3 раза;

5) не изменился.

ЗАДАНИЕ № 35

Схемаэнергетических уровней атома водорода показана на рисунке …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТА:

1) 2) 3)

ЗАДАНИЕ № 36

На рисунке представлена диаграмма энергетических уровней атома. Переход с поглощениемфотона наибольшей частоты обозначен цифрой …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТА:

1) 1 ; 2) 2 ; 3) 3 ; 4) 4 ; 5) 5 .

ЗАДАНИЕ № 37

Видимой части спектра излучения атома водорода соответствует формула …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТА:

1) , n = 2 , 3 , 4 …

2) , n = 3 , 4 , 5 …

3) , n = 4 , 5 , 6 …

4) , n = 5 , 6 , 7 …

ЗАДАНИЕ № 38

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

Наименьшей частоте кванта в серии Бальмерасоответствует переход …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) n = 2 → n = 1

2) n = 3 → n = 2

3) n = 4 → n = 3

4) n = 5 → n = 2

ЗАДАНИЕ № 39

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

Наименьшей частоте кванта в серии Лайманасоответствует переход …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) n = 5 → n = 1

2) n = 5 → n = 2

3) n = 5 → n = 3

ЗАДАНИЕ № 40

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

Наименьшей частоте кванта в серии Пашенасоответствует переход …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) n = 2 → n = 1

2) n = 4 → n = 3

3) n = 5 → n = 1

4) n = 5 → n = 3

ЗАДАНИЕ № 41

В атоме водорода электрон переходит с одного энергетического уровня на другой, как показано на рисунке.

Чему равно изменение его главного Dn и орбитального Dl квантовых чисел?

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) Δn = –2; Δl = +1

2) Δn = +2; Δl = –1

3) Δn = –1; Δl = 0

4) Δn = +1; Δl = +1

5) Δn = +2; Δl = +1

ЗАДАНИЕ № 42

В атоме водорода электрон переходит с одного энергетического уровня на другой, как показано на рисунке.

Чему равно изменение его главного Dn и орбитального Dl квантовых чисел?

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) Δn = +2; Δl = –1

2) Δn = +2; Δl = +1

3) Δn = –2; Δl = +1

4) Δn = –1; Δl = 0

5) Δn = –2; Δl = –1

ЗАДАНИЕ № 43

При переходах электрона в атоме с одного уровня на другой закон сохранения момента импульса накладывает определённые ограничения (правила отбора). В энергетическом спектре атома водорода запрещённым переходом является …

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) 4f – 3d ; 2) 4s – 3p ; 3) 3s – 2s ; 4) 3p – 2s .

ЗАДАНИЕ № 44

При переходах электрона в атоме с одного уровня на другой закон сохранения момента импульса накладывает определённые ограничения (правила отбора).

Если система энергетических уровней атома водорода имеет вид, представленный на рисунке, то запрещёнными переходами являются …

А) 5p-2s; B) 3s-2s; C) 4s-3p; D) 4f-3p.

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) A, C ; 2) B, C ; 3) A, D ; 4) B, D .

ЗАДАНИЕ № 45

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

ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:

1) 3s – 2p

2) 4s – 3p

3) 4s – 3d

4) 2p – 1s

---------------------------

Указание к заданиям № 34 - 45

ПОСТУЛАТЫ БОРА

Первый постулат. В атоме существуют стационарные (не изменяющиеся со временем) состояния, характеризующиеся определенными дискретными значениями энергии. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные op6иты, на которых находятся электроны. В соответствии с первым постулатом Бора электрон, двигаясь по круговой стационарной орбите обладает определенным значением момента импульса, удовлетворяющем условию:

,

где m_e –масса электрона,

υ_n – скорость электрона на n-й орбите радиуса r_n,

ħ=h/2π (h – постоянная Планка).

Радиус n-ой орбиты для атома водорода:

где e – заряд электрона, ε_о – электрическая постоянная.

По теории Бора полная энергия электрона в атоме водорода может принимать дискретный ряд значений:

где n – номер орбиты электрона (номер стационарного состояния атома).

Второй постулат. При переходе электрона с одной орбиты на другую излучается фотон с энергией hν, равной разности энергий соответствующих стационарных состояний E_n и Е_m :

hν= E_n– E_m.

Наборвозможных дискретных частот ν переходов атома между стационарными состояниями атома определяет линейчатый спектр атома.

В спектре атома водорода частота квантового перехода:

где R – постоянная Ридберга, m = 1, 2, 3, …; n = m+1, m+2, m+3, …

Эта обобщенная формула Бальмера описывает серии линий в спектре атома водорода, где m определяет серию (m = 1, 2, 3…), а n определяет отдельные линии соответствующей серии (n = m+1, m+2, …).

В ультрафиолетовой области спектра атома водорода наблюдается

В видимой области спектра атома водорода наблюдается

В инфракрасной области спектра атома водорода наблюдаются

В квантовой механике считается, что электрон при своем движении как бы «размазан» по всему объему, образуя электронное облако, плотность (густота) которого характеризует вероятность нахождения электрона в различных точках объема. Размер, форму и ориентацию электронного облака в пространстве характеризуют, соответственно, квантовые числа n, l и m_l .

n (главное квантовое число) определяет энергетические уровни электрона в атоме, принимая следующие значения: п = 1,2,3,... ;

l (орбитальное квантовое число) определяет форму электронного облака, принимая следующие значения: l = 0, 1, 2, ... n–1;

m_l (магнитное квантовое число определяет ориентацию электронного облака в пространстве, принимая следующие значения: m_l=0, ±1, ±2, …±l .

Состояние электрона в атоме водорода определяется набором квантовых чисел.

При l = 0 состояние электрона называется s-состоянием, при l=1состояние электрона соответствует р-состоянию, при l = 2 – d-состоянию и т. д.

При записи состояния электрона значение n указывается перед условным обозначением орбитального квантового числа, например, 2s (n = 2, l = 0).

Правила, ограничивающие число возможных переходов электронов при испусканием или при поглощением света, называются правилами отбора.

Правила отбора для орбитального и магнитного квантовых чисел:

∆l = ±1; ∆m_l = 0, ±1.

С учетом этих правил отбора спектральной серии Лаймана соответствуют переходы: np → 1s (n = 2, 3, 4, ...), а для серии Бальмера соответствуют переходы np → 2s, ns → 2p, nd → 2p (n = 3, 4, ...) и т. д.

УРАВНЕНИЕ ШРЕДИНГЕРА