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水素原子のBoHRモデルを使用して波長をどのように計算しますか?

BOHRモデルを使用して、水素原子によって放出または吸収される光の波長を計算する方法は次のとおりです。

1。 bohrモデルを理解する

* エネルギーレベル: BOHRモデルは、原子内の電子が特定の量子エネルギーレベルでのみ存在できることを提案しています(n =1、2、3、...)。最低のエネルギーレベル(n =1)は基底状態と呼ばれます。

* 遷移: 電子がより高いエネルギーレベルから低いエネルギーレベルにジャンプすると、光の光子が発生します。逆に、電子が光子を吸収すると、より高いエネルギーレベルにジャンプします。

2。エネルギーの差を計算します

* Rydberg式: 水素原子の2つのエネルギーレベル(N1とN2)のエネルギー差は、次のように与えられます。

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ΔE=-r_H(1/n2² -1/n1²)

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どこ:

*ΔEはエネルギーの違いです(ジュール内)

* R_HはRydberg Constantです(2​​.179×10⁻J)

* N1とN2は、初期および最終エネルギーレベルの主要な量子数です(放射の場合はN1> N2、吸収の場合はN1

3。エネルギーを波長に関連付けます

* Planckの方程式: 光子のエネルギーは、その周波数(ν)と波長(λ)に関連しています。

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e =hν=hc/λ

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どこ:

* eは光子のエネルギーです(ジュール内)

* Hはプランクの定数(6.626×10⁻³⁴J・s)です

* cは光の速度(3.00×10⁸m/s)です

4。方程式を結合します

*ΔEは放出または吸収された光子のエネルギーを表すため、2つのエネルギー方程式を互いに等しく設定できます。

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hc/λ=-r_h(1/n2² -1/n1²)

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5。波長を解く

*方程式を再配置してλを解く:

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λ=hc/[-r_h(1/n2² -1/n1²)]

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例:バルマーシリーズラインの波長(n1 =2、n2 =3)の計算

1。エネルギー差:

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ΔE=-2.179×10⁻¹⁸J(1/3² -1/2²)=-3.026×10⁻¹⁹J

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2。波長:

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λ=(6.626×10⁻³⁴J・s)(3.00×10⁸m / s) /(-3.026×10⁻¹⁹J)

=6.56×10⁻⁷m =656 nm

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重要なメモ:

* サインコンベンション: エネルギーの違いは、エネルギーが放出されるため放出には負であり、エネルギーが獲得されるため吸収に陽性です。

* スペクトルシリーズ: BOHRモデルは、各遷移の特定の波長を予測します。これらの波長は、水素原子の発光スペクトルで観察されたスペクトル線に対応しています。

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