Номер 855, страница 247 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

855. Может ли покоящийся атом при переходе из основного состояния в возбужденное поглотить фотон с любой энергией?

Решение

Согласно квантовой теории, внутренняя энергия атома может принимать не любые, а только определенные, дискретные значения. Эти значения называются энергетическими уровнями. Самый нижний уровень энергии, на котором атом может находиться неограниченно долго, называется основным состоянием. Все остальные уровни с большей энергией называются возбужденными состояниями.

Переход атома из основного состояния с энергией $E_1$ в одно из возбужденных состояний с энергией $E_n$ (где $n > 1$) возможен только в том случае, если атом поглотит фотон, энергия которого $E_{ф}$ в точности равна разности энергий этих двух уровней:

$E_{ф} = \Delta E = E_n - E_1$

Так как набор энергетических уровней $E_n$ для каждого атома строго определен и дискретен, то и набор энергий фотонов, которые этот атом может поглотить для перехода в возбужденное состояние, также является дискретным. Атом не может поглотить фотон, энергия которого немного больше или немного меньше, чем требуемая разность энергий $\Delta E$. Такой фотон просто не будет поглощен атомом (при условии, что его энергия недостаточна для ионизации).

Следовательно, покоящийся атом при переходе из основного состояния в возбужденное не может поглотить фотон с любой, произвольно взятой энергией.

Ответ: Нет, не может. Атом может поглотить только те фотоны, энергия которых строго равна разности между энергией одного из возбужденных состояний и энергией основного состояния. Набор этих возможных энергий для каждого атома является дискретным.