Fizyka - pytania i odpowiedzi (wzór Balmera, absorpcja, emisja promieniowania etc)

1. Z czego wynika wzór Balmera(Rydberga)? Podaj ten wzór. Co trzeba zmienić w tym wzorze, aby otrzymać wzór uniwersalny dla poszczególnych serii widmowych?

1/λ=RH(1/n2-1/s2), np dla Balmera s=2,3,4…

RH – stała Rydberga=1,09678*107 1/m
n- jest charakterystyczne(stałe) dla danej serii
s – określa poszczególne linie danej serii

Opisane należności występujące między liniami widmowymi odegrały istotną rolę w zbudowaniu prawidłowego modelu atomu.

Aby otrzymać wzór uniwersalny, trzeba zmienić linie danej serii.

2. Dlaczego najpierw została odkryta seria Balmera, a dopiero później inne serie widmowe?

Seria Balmera i formuła do wyznaczania jej składników została odkryta w wyniku obserwacji widma wodoru, a późniejsze badania widma wodoru dopiero wykazały wiadomości o innych seriach znajdujących się w dziedzinie promieniowania niewidzialnego.

3. Omów mechanizm absorpcji i emisji promieniowania przez atom.

Atom emituje lub absorbuje energię w formie kwantu promieniowania o energii hν przy przejściu elektronu z jednej orbity stacjonarnej(l) na drugą(k).

h*ν = |E k – El|
e. elektromag. na orbitach k i l, gdzie nie są sobie równe(k i l)

l>e, kwant zostaje wyemitowany

l>k, kwant energii zostaje pochłaniany


EMISJA

hc/ λ= E l – Ek 1/ λ= RH(1/12-1/22)


ABSORBCJA(pochłanianie)

4. Omów podstawowe założenie mechaniki kwantowej.

To teoria praw ruchu obiektów świata mikroskopowego. Opisuje przede wszystkim obiekty o bardzo małych masach i rozmiarach - np. atom, cząstki elementarne itp. Jej granicą dla średnich rozmiarów lub średnich energii czy pędów jest mechanika klasyczna. Dla zjawisk zachodzących w mikroświecie konieczne jest stosowanie mechaniki kwantowej, gdyż mechanika klasyczna nie daje poprawnego opisu tych zjawisk. Jest to jednak teoria znacznie bardziej złożona matematycznie i pojęciowo.

5. Wyjaśnij różnicę w zachowaniu cząstki makro i mikro, z punktu widzenia fizyki kwantowej i klasycznej.

KWANTOWA
Obiekt jest nierozerwalnie związany z otoczeniem i nie możemy być rozpatrywant niezależnie
Z opuszczającą się cząstką związana jest fala kwadratu modułu amplitudy tej fali, jest miarą prawdopodobieństwa znalezienia cząstki w tym punkcie

KLASYCZNA
Może być wyodrębniony z otoczenia i rozpatrywany jako niezależny
Brakuje efektów falowych związanych z cząsteczkami
Nie opisuje ruchu mikroobiektów. Atomy, elektrony, protony nie zachowują się jak kulki, piłki i planety

6. Co nazywamy analizą widmową?

Określenie jakościowe i ilościowe składu chemicznego ciał na podstawie widm i promieniowania emitowanego lub absorbowanego. Rozpatrujemy zarówno promieniowanie światła widzialnego, jak i nadfioletowe i podczerwone.

7. Dlaczego jest ona źródłem wiedzy o atomach, której wysyła promieniowanie?

Ponieważ widmo absorpcyjne pojawia się wtedy, gdy atomy pierwiastka pochłoną określoną energię z promieniowania o widmie ciągłym, którym są oświetlone. Udaje się je zaobserwować wtedy, gdy natężenie promieniowania emitowanego jest mniejsze od promieniowania pochłoniętego.

8. Jak powstaje widmo emisyjne i absorpcyjne?

emisyjne - powstaje w wyniku rozszczepienia światła emitowanego bezpośrednio ze źródła
absorbcyjne - powstaje po rozszczepieniu światła, które przeszło przez obiekt zdolny do selektywnego absorbowania części światła

9. Jakie informacje czerpiemy z analizy widmowej promieniowania dochodzącego z gwiazd?

Jeśli źródłem promieniowania jest świecące ciało ciekłe lub rozżarzone ciało stałe to otrzymujemy widmo ciągłe. Gdy źródłem promieniowania są atomy lub cząsteczki, to otrzymujemy widmo prążkowe(nieciągłe), składające się z oddzielnych wąskich linii lub linii grupujących się w pasma.

10. Czym różni się widmo światła emitowanego przez żarówkę, od widma rozrzedzonego gazu?

Aby gaz świecił, trzeba jego atomy nieustannie wzbudzać, uzyskuje się to przepuszczając prąd elektryczny przez rozrzedzony gaz zamknięty w specjalnych rurkach. Światło można uzyskać poprzez wzbudzenie atomów podczas zderzeń atomów ze sobą