Page 80 - physics6

66 บทที่ 19 | ฟิสิกส์อะตอม ฟิสิกส์ เล่ม 6 ฟิสิกส์ เล่ม 6 บทที่ 19 | ฟิสิกส์อะตอม 67

6. อิเล็กตรอนตัวหนึ่งโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน โดยมี n = 3 จงหา

ก. รัศมีของวงโคจร
ข. ถ้าอิเล็กตรอนกลับสู่สถานะพื้น จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นเท่าใด
วิธีทำา ก. หารัศมีของวงโคจรจาก r = a n 2
n
0
-10
a คือรัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอนเมื่ออะตอมอยู่ ณ สถานะพื้นเท่ากับ 0.529 × 10 m
0
-10
-10
2
r = (0.529 × 10 m)(3 ) = 4.78 × 10 m
3
-10
นั่นคือเมื่อ n = 3 รัศมีวงโคจรเท่ากับ 4.78 × 10 เมตร
ี
ื
ื
ู
ื
ข. หาความยาวคล่นของคล่นแม่เหล็กไฟฟ้าท่ถูกปลดปล่อยเม่ออิเล็กตรอนกลับส่สถานะ
พื้นจาก n = 3 การกลับสู่สถานะพื้น มีได้ 2 แบบ ดังรูป

n = 3 n = 3 λ
n = 2 n = 2 2
λ
1 λ
3
n = 1 n = 1
แบบที่หนึ่ง แบบที่สอง
แบบที่หนึ่ง จาก n = 3 ไป n = 1 ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น λ 1
แบบที่สอง จาก n = 3 ไป n = 2 ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น λ 2
และ n = 2 ไป n = 1 ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่น λ 3
hc
จาก E hf

hc
E
ในที่นี้ E คือพลังงานที่ถูกปล่อยจากอะตอม
จากรูปแสดงระดับพลังงานของไฮโดรเจน พลังงานที่อะตอมปลดปล่อย หาได้ดังนี้

จาก n = 3 ไป n = 1 ปลดปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงาน E − E โดย
1
3
9
21.76 10 1 J
E n n 2
21.76 10 9 1 J 21.76 10 9 1 J
E E
1
3
3
( ) 2 ) 1 ( 2
-19 -19
= (-2.42 × 10 J) − (-21.76 × 10 J)
= 19.34 × 10 J
-19

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี