Как пользоваться
- Введите Z: 1 — водород, 2 — He⁺, 3 — Li²⁺, любой атом, у которого остался один электрон.
- Введите начальный и конечный уровни. Переход вниз — излучение фотона, вверх — поглощение.
- Смотрите длину волны, энергию и частоту фотона, серию, а также энергию, радиус и скорость электрона на начальном уровне.
Формулы
- Энергия уровня: Eₙ = −13,605693 эВ × Z² ÷ n²
- Радиус орбиты: rₙ = a₀ n² ÷ Z, a₀ = 52,9177 пм
- Скорость электрона: vₙ = α c Z ÷ n, α ≈ 1/137,036
- Формула Ридберга: 1/λ = R∞ Z² (1/n₁² − 1/n₂²), R∞ = 10 973 731,568 1/м
- Энергия фотона: E = E_верх − E_низ = hc ÷ λ
Пример расчёта
Водород, электрон переходит с n = 3 на n = 2:
- 1/λ = 10 973 731,568 × (1/4 − 1/9) = 10 973 731,568 × 5/36 → λ = 656,112 нм (656,47 нм с учётом массы протона), излучение, серия Бальмера
- E = 13,605693 × 5/36 = 1,8897 эВ, частота 456,92 ТГц
- На уровне n = 3: E₃ = −1,5117 эВ, r₃ = 9 × 52,9177 = 476,26 пм, v₃ = 729,2 км/с
Ион He⁺ (Z = 2), переход 2 → 1: λ = 121,502 ÷ 4 = 30,376 нм, 40,8171 эВ.
Советы
- Энергии уровней отрицательны — электрон связан; 0 эВ означает свободный электрон. Энергия ионизации — модуль энергии уровня.
- Линии Лаймана — ультрафиолет, среди линий Бальмера есть видимые, Пашена и дальше — инфракрасные.
- Длины волн — в вакууме. В таблицах, измеренных в воздухе, они чуть короче: для H-альфа 656,28 нм.