71. A Bohr-modell

Modern fizika
Elemző

1. Magyarázza meg a Bohr‑féle atommodell alapján, hogyan keletkeznek a vonalas színképek!

Megoldás 

A Bohr‑modell szerint az atom elektronjai csak bizonyos megengedett, diszkrét energiájú pályákon (energiaszinteken) keringhetnek az atommag körül. Az elektron energiája nem vehet fel tetszőleges értéket, csak ezeket az En szinteket.

Ha az atom energiát kap (pl. ütközés vagy fényelnyelés során), egy elektron magasabb energiaszintre (gerjesztett állapotba) ugorhat. Ez az állapot nem stabil, ezért az elektron egy idő után visszaugrik egy alacsonyabb energiaszintre.

Amikor az elektron egy magasabb energiaszintről egy alacsonyabbra ugrik, az atom energiát ad le. Ez az energiakülönbség egy foton formájában távozik:

ΔE=Efelso-Ealso=h⋅f

A kibocsátott foton frekvenciája (és így hullámhossza) pontosan az adott két energiaszint közötti energiakülönbséghez tartozik.

Vonalas színkép: Mivel az energiaszintek diszkrétek, csak bizonyos ΔE értékek lehetségesek, így csak meghatározott frekvenciájú (hullámhosszú) fotonok bocsátódnak ki. Ezek a fotonok a színképen különálló vonalak formájában jelennek meg. Ezért a hidrogén (és más atomok) színképe nem folytonos, hanem vonalas színkép, ahol minden vonal egy konkrét elektronátmenethez tartozik.

Középszintű fizika érettségi feladatok

https://kemfiz.hu/fizika_kozep_modern_fizika.html

Modern fizika

Számolási feladatok:

3. A hidrogénatom energiaszintjei az

összefüggéssel írhatók le, ahol n=1,2,3,… a főkvantumszám.

Határozd meg annak az elektromágneses hullámnak a hullámhosszát, amelyet a hidrogénatom akkor sugároz ki, amikor egy elektronja a 2. energiaszintről az 1. (legmélyebb) energiaszintre ugrik!

Adat:

(2009. október)

megoldás:

Fizika középszintű érettségi feladatok

https://kemfiz.hu/fizika_kozep_modern_fizika.html

Modern fizika
Tesztek

25. Mely jelenséget magyarázza az alábbiak közül a Bohr-féle atommodell?

Indoklás: A Bohr‑modell az elektron megengedett energiájú pályáival magyarázza a színképvonalak kialakulását.

27. A hidrogénatom elektronjának energiaszintjeit a Bohr‑modell szerint az En = −2,2 aJ/n² adja meg. Mekkora energiát bocsát ki az atom, ha az elektron n=2‑ről n=1‑re ugrik?

B – 1,65 aJ. 

Indoklás: Az energiakülönbség ΔE = 2,2 aJ − 0,55 aJ = 1,65 aJ.

28. A Bohr‑modell szerint milyen erők tartják pályán az elektronokat? 

B – Az elektronokat elektromágneses kölcsönhatás tartja az atommag körüli pályán.

Indoklás: A pozitív mag és a negatív elektron közötti Coulomb‑erő biztosítja a körpályát.

30. A hidrogén atom egy elektronjának energiaszintjei: En = −2,2 aJ/n². Mekkora energiával ionizálható az alapállapotú hidrogénatom? 

A – 2,2 aJ energiával. 

Indoklás: Az alapállapot energiája −2,2 aJ, ezt kell "kinullázni" az ionizációhoz.

32. Egy hidrogénatom elektronja n=5 állapotból n=3 állapotba jut. Mi kíséri ezt? 

B – A hidrogénatom kibocsát egy fotont. 

Indoklás: Mélyebb energiaszintre ugráskor az atom energiát ad le foton formájában.

34. Mire lehet következtetni az atomi színképvonalak frekvenciáiból? 

A – Meghatározható belőle az atom elektronállapotai közti energiakülönbség. 

 Indoklás: A foton energiája hf, így a frekvencia az energiakülönbséget hordozza.

57. Hogyan kerülhet a hidrogénatom elektronja alapállapotból gerjesztett állapotba? 

A – Egy foton elnyelése révén. 

Indoklás: Gerjesztéskor az elektron energiát vesz fel.

58. Egy atom fotont bocsát ki, miközben elektronja belsőbb pályára ugrik. El tud‑e nyelni ezután ugyanolyan frekvenciájú fotont? 

A – Igen, ilyenkor az elektron külsőbb pályára ugrik. 

Indoklás: Az elnyeléshez pontosan ugyanakkora energiájú foton kell, mint a kibocsátáskor.

60. Miben jelent előrelépést a Bohr‑modell a Rutherford‑modellhez képest?

C – A Bohr‑modell segítségével már értelmezhető a hidrogénatom vonalas színképe.

Indoklás: A kvantált pályák és energiák magyarázzák a színképvonalakat.

Vissza